DE2906688A1 - Fuel injection pump for IC engine - has throttling orifice in piston to increase duration of injection at idling speeds - Google Patents

Fuel injection pump for IC engine - has throttling orifice in piston to increase duration of injection at idling speeds

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DE2906688A1
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Ralf Dipl Ing Decker
Gerd Dipl Ing Huber
Karlheinz Dr Ing Prescher
Wolfgang Dr Ing Schaffitz
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Inst Motorenbau Prof Huber E V
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/24—Varying fuel delivery in quantity or timing with constant-length-stroke pistons having variable effective portion of stroke
    • F02M59/26—Varying fuel delivery in quantity or timing with constant-length-stroke pistons having variable effective portion of stroke caused by movements of pistons relative to their cylinders
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Abstract

A piston reciprocating in a cylinder is driven by a cam-shaft from the engine. The piston has a profiled groove and is rotated by the fuel regulator so that the endge of groove uncovers a relief port after the required quantify has been delivered. A further passage through the piston connects the discharge and suction sides of the piston. This passage contains a throttling orifice (Db). The free cross section of the orifice is varied as the piston is rotated and also varies with the piston stroke. It varies the relation between duration of injection and quantity between full load and idling.

Description

Einspritzpumpenkolben mit Abströmdrossel zur VerbesserungInjection pump piston with discharge throttle for improvement

des Leerlaufeinspritzverhaltens Die Erfindung betrifft Kraftstoffeinspritzpumpen mit einem Verbindungsquerschnitt zwischen Druck- und Saugraum, der hubabhängig und abhängig von der Mengeneinstellung gesteuert wird.Idle Injection Behavior The invention relates to fuel injection pumps with a connection cross-section between the pressure and suction chamber, which depends on the stroke and is controlled depending on the amount setting.

Der zeitliche Verlauf des aus der Einspritzdüse austretenden Kraftstoffmengenstroms beeinflußt im wesentlichen den Ablauf der Verbrennung im Dieselmotor und damit in entscheidendem Maße den thermischen Wirkungsgrad sowie die Emission von Schadstoffen und Geräusch.The time course of the fuel flow rate emerging from the injection nozzle essentially influences the combustion process in the diesel engine and thus in the thermal efficiency and the emission of pollutants are decisive and noise.

Die Einspritzdauer muß bei hohen Drehzahlen und großen Spritzmengen kurz gewählt werden, um einen hohen thermischen Wirkungsgrad bei geringen Rußemissionen zu erreichen. Bei herkömmlichen Einspritzsystemen ist damit im allgemeinen die Einspritzdauer für die Leerlaufmenge sehr kurz. Dies kann zu einem lauten Verbrennungsgeräusch und damit zu einer erheblichen Umweltbelastung führen.The injection duration must be at high speeds and large injection quantities short to be selected in order to achieve a high thermal efficiency with low soot emissions to reach. In conventional injection systems, this is generally the duration of the injection very short for the idle amount. This can cause a loud burning noise and thus lead to considerable environmental pollution.

Durch eine auf den unteren Teillastbereich beschränkte Maßnahme zur Verlängerung der Einspritzdauer kann dieses störende Verbrennungsgeräusch ohne negative Folgen auf den Verbrennungsprozeß bei Vollast abgesenkt werden.By means of a measure limited to the lower partial load range Extending the injection duration can cause this annoying combustion noise without negative Consequences on the combustion process are reduced at full load.

Bei der von Bosch in der Verteilereinspritzpumpe verwendeten "Leiselaufeinrichtung" (Bosch Techn. Berichte 6, 1978, S. 98) wird ein Teil der Fördermenge durch eine Bohrung abgesteuert.In the "quiet running device" used by Bosch in the distributor injection pump (Bosch Techn. Reports 6, 1978, p. 98) is part of the delivery rate by a Drilled hole.

Um die erforderliche Leerlaufmenge einzuspritzen, muß der Pumpenkolben ein größeres Volumen und damit eine längere Zeit fördern. Die Einspritzdauer wird dadurch verlängert.In order to inject the required idle quantity, the pump piston must promote a larger volume and thus a longer time. The injection duration is thereby extended.

Eine weitere bekanntgewordene Möglichkeit besteht darin, eine Steuerkante anzufasen. Dadurch wird der hubabhängige Steuerquerschnittsverlauf so beeinflußt, daß vor Erreichen des Förderendes oder nach Förderbeginn eine Teilmenge in den Saugraum zurückgeführt und ebenfalls eine Verlängerung der Einspritzdauer erzielt wird.Another possibility that has become known is to use a control edge to bevel. This influences the stroke-dependent control cross-section course in such a way that that before reaching the end of delivery or after the start of delivery a partial amount into the suction chamber returned and an extension of the injection duration is also achieved.

Die Nachteile der bekannten Ausführungen sind: - Die von Bosch verwendete "Leiselaufeinrichtung" ist nur bei Verteilereinspritzpumpen verwendbar.The disadvantages of the known designs are: - The one used by Bosch "Quiet running device" can only be used with distributor injection pumps.

- Der Bauaufwand ist hoch. - The construction costs are high.

- Bei beiden bekannten Verfahren ist es nicht möglich, einen beliebigen, von Kolbenhub und Mengeneinstellung abhängigen Drosselquerschnittsverlauf darzustellen. - With both known methods it is not possible to use any to show the throttle cross-sectional profile dependent on the piston stroke and the flow rate setting.

- Die Maßnahme ist nicht auf bestimmte Betriebsbereiche beschränkt. - The measure is not restricted to specific areas of the company.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neben der erforderlichen kurzen Einspritzdauer bei Vollast, eine deutliche Einspritzdauerverlängerung im unteren Teillastbetrieb zu ermöglichen, wobei die Maßnahme sehr einfach darstellbar und bei allen bekannten Einspritzpumpentypen anwendbar sein soll.The invention is based on the object, in addition to the required short injection duration at full load, a significant increase in injection duration in To enable lower part-load operation, the measure being very easy to represent and should be applicable to all known types of injection pumps.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein, dem Puinpenkolbendurchmesser und der Pumpenkolbengeschwindigkeit angepaßter, von Kolbenhub und Mengeneinstellung abhängiger Drosselquerschnitt bei Teillast den Hochdruckraum der Pumpe mit derem Saugraum verbindet. Abströmen erfolgt, wenn sich Drosselquerschnitt und Absteuerbohrung überdecken. Durch geeignete Anordnung tritt bei hoher Teillast und bei Vollast keine überdeckung mehr auf.The object is achieved according to the invention in that one, the piston diameter and adapted to the pump piston speed, of piston stroke and volume setting dependent throttle cross-section at part load the high pressure chamber of the pump with it Suction chamber connects. Discharge occurs when the throttle cross-section and the control hole are located cover. With a suitable arrangement, none occurs at high partial load and at full load coverage more on.

Der Drosselquerschnitt kann durch eine oder mehrere Bohrungen zwischen Hochdruckraum und Mantelfläche des Pumpenkolbens gebildet werden oder als eine oder mehrere Nuten am Umfang des Pumpenkolbens ausgeführt sein.The throttle cross-section can be through one or more bores between High-pressure space and lateral surface of the pump piston are formed or as one or several grooves can be made on the circumference of the pump piston.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß mit einfachsten Mitteln eine Verlängerung der-Einspritzdauer bei kleiner Teillast ohne Veränderung des Vollasteinspritzverhaltens erzielt wird. Die Maßnahme ist an allen bekannten Einspritzpumpen anwendbar.The advantage achieved with the invention consists in particular in that with the simplest means an extension of the injection duration at low partial load is achieved without changing the full-load injection behavior. The measure is on applicable to all known injection pumps.

In den Zeichnungen sind verschiedene mögliche Ausführungen der Erfindung dargestellt: Fig. 1 a) zeigt die Anordnung einer Drosselbohrung (Db) im Pumpenkolben. Die Bohrung führt vom Hochdruckraum der Pumpe (Nullfördernut) zur Mantelfläche des Pumpenkolbens.Various possible embodiments of the invention are shown in the drawings Shown: Fig. 1 a) shows the arrangement of a throttle bore (Db) in the pump piston. The bore leads from the high pressure chamber of the pump (zero feed groove) to the outer surface of the Pump piston.

Fig. 1 b) zeigt den mit dieser Bohrung erzielbaren Verlauf des Abströmquerschnitts (A) über dem Kolbenhub (s) für verschiedene Mengeneinstellungen (1 = Leerlauf, 2 = Teillast, 3 = Vollast). Durch eine Änderung der Lage der Bohrung kann der zusätzliche Abströmquerschnitt zu verschiedenen Kolbenhüben verschoben werden.Fig. 1 b) shows the course of the outflow cross-section that can be achieved with this bore (A) over the piston stroke (s) for different quantity settings (1 = idling, 2 = Partial load, 3 = full load). By changing the position of the hole, the additional Outflow cross-section can be shifted to different piston strokes.

Fig. 2 a) stellt ein Beispiel für einen mit mehreren Drosselbohrungen (Db) versehenen Pumpenkolben dar.Fig. 2 a) shows an example of one with several throttle bores (Db) provided pump piston.

Fig. 2 b) zeigt die mit dieser Variante erzielbaren Verläufe des Abströmquerschnitts (« A) für verschiedene Mengeneinstellungen (1, 2, 3).Fig. 2 b) shows the courses of the outflow cross-section that can be achieved with this variant («A) for different quantity settings (1, 2, 3).

Fig. 3 a) stellt eine Ausführung einer Umfangsnut (N) am Pumpenkolben dar.Fig. 3 a) shows an embodiment of a circumferential groove (N) on the pump piston represent.

Fig. 3 b) zeigt den Querschnittsverlauf (s A) dieser Ausführung über dem Kolbenweg (s) Fig. 4 a) stellt eine mögliche Ausführungsform einer Umfangsnut (N) mit in Umfangsrichtung unterschiedlicher Tiefe und Breite dar.Fig. 3 b) shows the cross-sectional profile (s A) of this embodiment the piston path (s) Fig. 4 a) represents a possible embodiment of a circumferential groove (N) with different depths and widths in the circumferential direction.

Fig. 4 b) zeigt ein Beispiel eines mit dieser Variante erzielbaren Verlaufs des Abströmquerschnitts (ocA).Fig. 4 b) shows an example of one that can be achieved with this variant Course of the outflow cross-section (ocA).

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Claims (4)

Patentansprüche W Kraftstoffeinspritzpumpe mit Verbindungsquerschnitt zwischen Druck- und Saugraum, der hubabhängig und abhängig von der Mengeneinstellung gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Teil des gesamten Mengenregelbereiches der Druckraum mit einer oder mehreren Steueröffnungen im Pumpenzylinder während des gesamten oder während eines Teils des Förderhubs verbunden ist. Claims W fuel injection pump with connection cross-section between pressure and suction chamber, depending on the stroke and the volume setting is controlled, characterized in that in a part of the total amount control range the pressure chamber with one or more control openings in the pump cylinder during the whole or during part of the delivery stroke is connected. 2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß der Druck- und Saugraum verbindende Drosselquerschnitt sich mit größer werdendem Förderhub stetig bis auf Null verringert und bei Vollasteinstellung nicht mehr wirksam ist. 2. Fuel injection pump according to claim 1, characterized in that that the throttle cross-section connecting the pressure and suction chamber increases with increasing Delivery stroke steadily reduced to zero and no longer effective at full load setting is. 3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1. und 2., dadurch gekennzeichnet, daß der bei kleiner Fördermenge wirksame Drosselquerschnitt durch eine oder mehrere Bohrungen im Pumpenkolben gebildet wird, die den Druckraum mit der Mantelfläche des Kolbens verbinden. 3. Fuel injection pump according to claim 1 and 2, characterized in that that the effective throttle cross-section with a small delivery rate by one or more Bores in the pump piston is formed, which the pressure chamber with the lateral surface of the piston. 4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1. und 2., dadurch gekennzeichnet, daß der bei kleiner Fördermenge wirksame Drosselquerschnitt durch eine oder mehrere Nuten am Kolbenumfang gebildet wird.4. Fuel injection pump according to claim 1 and 2, characterized in that that the effective throttle cross-section with a small delivery rate by one or more Grooves is formed on the piston circumference.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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