DE422561C - Fuel pump with auxiliary piston - Google Patents

Description

Brennstoffpumpe mit Hilfskolben. Ölmotoren, bei denen das Öl mit Hilfe einer Pumpe durch ein federbelastetes, selbsttätig wirkendes Ventil eingespritzt wird, haben den Nachteil, daß sich ein sicheres Anliegen des Ventils gegen seinen Sitz nicht immer erreichen läßt. Das öffnen eines solchen Ventils erfolgt bekanntlich dann, wenn der Druck in der Druckleitung der Pumpe einen Wert erreicht hat, der höher ist als der Druck der Ventilfeder. Wenn die Pumpe aufhört, öl zu liefern, sinkt der Druck in der Druckleitung unter den zum Offenhalten des Ventils erforderlichen Druck, und das Ventil schließt sich. Durch entsprechende Ausführung und Abmessung der Pumpe, der Druckleitung und des Ventils kann erreicht werden, daß der in der Druckleitung zurückbleibende Druckunter gewöhnlichen Verhältnissen geringer ist als der Öffnungsdruck des Ventils, so daß das Ventil auf seinen Sitz mit einer Kraft gepreßt wird, die dem Unterschied zwischen der Federspannung und dem auf das Ventil wirkenden Flüssigkeitsdruck entspricht. Die Größe des in der Druckleitung zurückbleibenden Druckes hängt aber von sehr verwickelten dynamischen Verhältnissen während der Einspritzung ab, die nicht so beherrscht werden können, daß dieser Druck unter allen Umständen den Öffnungsdruck des Ventils wesentlich unterschreitet. Zur Dichthaltung eines Ventils ist es nötig, daß das Ventil mit einem gewissen überdruck gegen seinen Sitz gepreßt wird. Dies setzt aber eine gewisse Druckabnahme nach der Einspritzung in der Leitung zwischen der Pumpe und dem Ventil unbedingt voraus. Durch bestimmte Wahl der Ab- messungen allein läßt sich aber diese Druckabnahme nicht erreichen. Vor allem erfolgtbei geringer Belastung und Langsamlaufen der Maschine die Einspritzung so langsam, und es wird die Geschwindigkeit des Öls, die für die Druckabnahme ausschlaggebend ist, in der Druckleitung so gering, daß keine oder nur eine geringe Druckabnahme eintritt.Fuel pump with auxiliary piston. Oil motors, in which the oil is injected with the aid of a pump through a spring-loaded, automatically acting valve, have the disadvantage that the valve cannot always rest securely against its seat. It is known that such a valve is opened when the pressure in the pressure line of the pump has reached a value which is higher than the pressure of the valve spring. When the pump stops delivering oil , the pressure in the delivery line drops below the pressure required to hold the valve open and the valve closes. By appropriate design and dimensions of the pump, the pressure line and the valve, it can be achieved that the pressure remaining in the pressure line is lower than the opening pressure of the valve under normal conditions, so that the valve is pressed onto its seat with a force which makes the difference between the spring tension and the fluid pressure acting on the valve. The magnitude of the pressure remaining in the pressure line depends, however, on very complex dynamic conditions during the injection, which cannot be controlled in such a way that this pressure is substantially below the opening pressure of the valve under all circumstances. To keep a valve sealed, it is necessary that the valve is pressed against its seat with a certain excess pressure. However, this requires a certain pressure decrease in the line between the pump and the valve after the injection. By certain choice of exhaust measurements alone but this pressure reduction can not be achieved. Above all, when the machine is under low load and when the machine is running slowly, the injection takes place so slowly, and the speed of the oil, which is decisive for the pressure decrease, in the pressure line is so low that no or only a slight decrease in pressure occurs.

Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, durch ein besonderes zwischen Druck-und Saugleitung der Pumpe eingeschaltetes Ventil, das sich unmittelbar vor der Einspritzung schließt und unmittelbar nach der Einspritzung wieder öffnet, den Druck zwischen den Einspritzperioden ganz von der Druckleitung zu nehmen. Hierdurch wirdzwar das angestrebte Ziel erreicht, die praktische Ausführung dieser Vorrichtung bietet aber große Schwierigkeiten. Die Olmenge, die in die Druckleitung einzuspritzen ist, damit der Druck darin bis auf den Öffnungsdruck des Ventils steigt, ist häufig von derselben Größenordnung wie die Einspritzmenge während jedes Hubes; ja, es kommt auch vor, daß sie letztere mehrmals übersteigt, auch bei voller Belastung. Steht die Druckleitung ohne Druck, dann muß die Pumpe selbstverständlich zunächst eine so große ölmenge eindrücken, als erforderlich ist, um den Druck auf den öffnungsdruck zu steigern, und dann muß die meistens viel geringere Menge, welche zur Verbrennung im Innern des Zylinders nötig ist, eingedrückt werden.It has therefore already been suggested by a particular between the pressure and suction line of the pump switched on valve, which is directly closes before injection and opens again immediately after injection, completely relieve the pressure between the injection periods from the pressure line. Through this the intended aim is achieved, the practical implementation of this device but offers great difficulties. The amount of oil to be injected into the pressure line is so that the pressure in it rises to the opening pressure of the valve, is common of the same order of magnitude like the injection amount during each Hubes; yes, it also happens that it exceeds the latter several times, even when it is full Load. If the pressure line is without pressure, then of course the pump must First press in as much oil as is necessary to apply the pressure to increase the opening pressure, and then the mostly much smaller amount, which necessary for combustion inside the cylinder.

Unter diesen Umständen läßt die Arbeit der Pumpe an Genauigkeit viel zu wünschen übrig, und es wird in der Tat unmöglich, die Olausströmung durch das Ventil derart zu beherrschen, daß ein ruhiger und leichter Gang des Motors gesichert wird.Under these circumstances the work of the pump leaves much to be desired to be desired, and indeed it becomes impossible to control the Oausstrom through the To control the valve in such a way that a smooth and easy running of the engine is ensured will.

Es ist ferner bekannt, bei Maschinen der in Rede stehenden Art zwei Pumpenkolben anzuordnen, von denen der eine die Einpressung des öls bewirkt, während der andere dazu dient, das Leitungsvolumen nach erfolgterEinspritzung derart zu vermindern, daß ein Nachspeisen vermieden wird. Diese Einrichtung ist aber deshalb unbrauchbar, weil der Hilfskolben zugleich mit dem Hauptkolben angetrieben wird und infolgedessen starke Druckschwankungen in der Leitung hervorruft, so daß die Einspritzung nicht mehr mit Sicherheit beherrschbar ist.It is also known in machines of the type in question two To arrange pump pistons, one of which causes the injection of the oil, while the other is used to increase the line volume after the injection has taken place reduce the fact that dessert is avoided. But this facility is therefore unusable because the auxiliary piston is driven at the same time as the main piston and consequently causes large pressure fluctuations in the line, so that the Injection can no longer be controlled with certainty.

Die Erfindung beseitigt diesen übelstand dadurch, daß bei derartigen Einrichtungen ein Hilfskolben vorgesehen ist, der ein geringeres Hubvolumen besitzt als das des Hauptkolbens und in einem mit der Druckleitung in Verbindung, stehenden Raum arbeitet, angetrieben von einer Nockenscheibe oder ähnlichen Mitteln in einem solchen Verhältnis zum Antrieb des Hauptpumpenkolbens, daß der kleine Hilfskolben während der ganzen Arbeitsperiode des Hauptpumpenkolbens stillsteht und erst am Ende der Einspritzung oder unmittelbar danach eine Bewegung ausführt, die eine mäßige, von vornherein bestimmbare Druckabnahme in der Pumpendruckleitung zur Folge hat.The invention eliminates this drawback in that in such Facilities an auxiliary piston is provided which has a smaller stroke volume than that of the main piston and in one with the pressure line in communication Space works in one, driven by a cam or similar means such a relationship to the drive of the main pump piston that the small auxiliary piston during the entire working period of the main pump piston is at a standstill and only on At the end of the injection or immediately afterwards, executes a movement that involves a moderate, results in a pressure decrease in the pump pressure line that can be determined in advance.

Dadurch ist die Sicherheit gegeben, daß das unter Federlast stehende Einspritzventil dicht auf seinen Sitz gepreßt wird. - Die Zeichnungen stellen Ausführungsbeispiele der Erfindung dar, und zwar zeigt: Abb. i einen Schnitt durch eine Brennstoffpumpe und ein damit verbundenes, selbsttätig wirkendes Einspritzventil sowie einen in der Leitung zwischen der Pumpe und dem Ventil wirkenden Kolben.This ensures that the injection valve, which is under spring load, is pressed tightly onto its seat. - The drawings illustrate embodiments of the invention, and specifically: Figure i is a section through a fuel pump and an associated, automatically acting injection valve and a stop acting in the line between the pump and the valve piston..

Abb. ia stellt einen senkrechten Schnitt durch einen Teil der Ausführung gemäß Abb. i nach der Linie A-A dar.Fig.ia represents a vertical section through part of the execution according to Fig. i along the line A-A.

Abb. z ist ein Schnitt einer abgeänderten Ausführungsform. Abb. 3 ist ein zur Abb. -, senkrechter Schnitt.Fig. Z is a section of a modified embodiment. Fig. 3 is a figure of -., Vertical section.

In Abb. i bezeichnet i das Pumpengehäuse, welches eine Pumpenkammer --, ein Saugventil 3, ein Druckventil 4, einen Purnpenkolben 5 sowie einen mit dem Kolben 5 starr verbundenen Führungskopf 50 enthält. Der Führungskopf 5o trägt eine drehbar gelagerteReibungsrolle 51, welche mit einer auf der Treibwelle 6o sitzenden Nockenscheibe 6 in Eingriff steht, wie besonders in Abb. ia näher veranschaulicht ist. Die Nockenscheibe 6 dient zur Bewegung des Kolbens 5 in der einen Richtung, während eine den Kolben 5 umgebende, zwischen dem Kopf 5o und einem entsprechenden Teil des Gehäuses i eingesetzte Feder 52 die Zurückführung des Kolbens besorgt.In Fig. I i designates the pump housing having a pump chamber - containing a suction valve 3, a pressure relief valve 4, a Purnpenkolben 5 and a rigid with the piston 5 associated guide head 50. The guide head 5o carries a rotatably mounted friction roller 51 which is in engagement with a cam disk 6 seated on the drive shaft 6o, as is particularly illustrated in more detail in FIG. The cam disk 6 serves to move the piston 5 in one direction, while a spring 52 which surrounds the piston 5 and is inserted between the head 5o and a corresponding part of the housing i ensures the return of the piston.

7 ist das Gehäuse des Einspritzventils, 8 ist die kolbenähnliche Stange des Ventils, und 9 ist der eigentliche Ventilkörper, dessenDurchmesser geringer ist als derjenige der Stange 8. Der Ventilkörper 9 wirkt mit einem am Ende der Bohrung des Gehäuses 7 vorgesehenen Sitz zusammen. io ist die Druckleitung der Pumpe, die sich von dem Pumpengehäuse i nach dem Ventilgehäuse 7 erstreckt. Die Leitung io steht mit ihrem einen Ende mit einer hinter dem Druckventil 4 liegenden Kammer i i des Gehäuses i in Verbindung, während das andere Ende der Leitung 1 0 durch einen Kanal 70 mit einem den Ventilkörper 9 umgebenden Raum 7 1 des Gehäuses 7 in Verbindung steht. Das Ventil 8, 9 wird in bekannter Weise in der einen Richtung durch den öldruck und in der anderen Richtung durch eine Feder 12 betätigt, die zwischen der Stange 8 und einem am Gehäuse 7 befestigten Halter 7-- eingespannt ist. 7 is the housing of the injection valve, 8 is the piston-like rod of the valve, and 9 is the actual valve body, the diameter of which is smaller than that of rod 8. The valve body 9 cooperates with a seat provided at the end of the bore of the housing 7. io is the pressure line of the pump, which extends from the pump housing i to the valve housing 7 . The line IO is at its one end with a lying behind the pressure valve 4 chamber ii of the housing i in connection, while the other end of the line 1 0 of the housing 7 communicates through a duct 70 with a valve body 9 surrounding space 7 1 in compound . The valve 8, 9 is actuated in a known manner in one direction by the oil pressure and in the other direction by a spring 12 which is clamped between the rod 8 and a holder 7 - fastened to the housing 7.

Im Gehäuse i ist eine Bohrung 1.3 vorgesehen, die in die Kammer i i endet und einen Pumpenkolben 14 enthält, welcher in ähnlicher Weise wie der Pumpenkolben 5 bewegt wird, d.h. in der einen Richtung durch eine auf der Welle 6o sitzende Nockenscheibe 15 und in der anderen Richtung durch eine zwischen dem Gehäuse 1 und dem Führungskopf 17 des Kolbens 13 eingespannte Feder 16.In the housing i a bore 1.3 is provided which ends in the chamber i i and contains a pump piston 14 which is moved in a similar manner to the pump piston 5 , ie in one direction by a cam disk 15 seated on the shaft 6o and in the other Direction by a spring 16 clamped between the housing 1 and the guide head 17 of the piston 13.

23 Die Nockenscheiben 6 und 15 sind derart ausgeführt in bezug aufeinander und angeordnet, daß der Kolben 14 durch die Nockenscheibe 15 gegen die Kammer i i bewegt wird und das Volumen der Druckleitung beim -Beginn der Einspritzung verringert. Diese Kolbenstellung wird während der Einspritzperiode aufrechterhalten. Nach erfol-ter Einspritzung läßt die Nockenscheibe 15 ein Entfernen des Kolbens 14 von der Kammer i i durch die Feder 16 zu, wodurch das Volumen der D ruckleitung vergrößert und der Druck im Innern der Druckleitung herabgesetzt wird, bis er niedriger ist als der der Spannung der Feder 12 entsprechende Druck, so daß diese Fed-r das Ventil auf seinen Sitz wirksam zurückbringen kann.23 The cam disks 6 and 15 are configured such relative to each other and arranged so that the piston is moved by the cam 14 ii 1 5 against the chamber and the volume of the pressure line is reduced when -Beginn of injection. This piston position is maintained during the injection period. After SUC-th injection, the cam 15 can be a removal of the plunger 14 from the chamber II through the spring 1 6, whereby the volume of D increased return line and the pressure inside the pressure line is reduced until it is lower than the voltage the pressure corresponding to the spring 12 so that this spring can effectively return the valve to its seat.

Der Kolben 13 kann selbstverständlich an beliebiger Stelle der Druckleitung angeordnet werden, so z. B. auch in der Nähe der Brennstoffventilkammer 7 1 oder in unmittelbarer Verbindung mit dieser Kammer. Durch diese Einrichtung kann die Herabsetzung des Druk-C c kes auf jeden beliebigen Betrag im voraus festgestellt werden, indem mehrere für die Größe der. Druckverringerung ausschlaggebende Faktoren verändert werden können. Diese Faktoren sind: das Volumen der Druckleitung, der Durchmesser und die Hublänge des Kolbens 15 sowie die Zusammendrükkungsfähigkeit des öls und die Nachgiebigkeit der Leitung.The piston 13 can of course be arranged at any point on the pressure line, such. B. also in the vicinity of the fuel valve chamber 7 1 or in direct connection with this chamber. By this means, the reduction of the pressure C c kes to any amount can be determined in advance by several for the size of the. Pressure reduction decisive factors can be changed. These factors are: the volume of the pressure line, the diameter and the stroke length of the piston 15 as well as the compressibility of the oil and the flexibility of the line.

Abb. 2 stellt eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung dar, die sich für Motoren eignet, bei welchen eine einzige Pumpe eine Mehrzahl von Zylindern mit Brennstoff speist. In dieser Ausführung enthält das Pumpengehäuse i einen einzigen Pumpenkolben 5, das Saugventil 3 und das Druckventil 4. -Die Druckleitun- des Gehäuses i besteht aus einer Kammer i i, die der Kammer i i in Abb. i entspricht, und einer langgestreckten Kammer 2o, welche mit der Kammer i i in offener Verbindung steht. Von der Kammer 2o geht eine Mehrzahl von zweckmäßig parallelen Bohrungen 2 1 aus. Wie aus Abb - 3 ersichtlich, geht jede Bohrun- 2 1 in eine Querbohrung 22 über. Von jeder solcher Querbohrung 22 geht eine Leitung io nach einem Ventil, das ähnlich dem in Abb. i dargestellten Venül ausgeführt ist und mit den gleichen Bezeichnungen versehen ist-, wodurch sich eine nähere Beschreibung erübrigt. Ein solches Ventil gehört zu jedem Zylinder des Motors.Figure 2 illustrates a modified embodiment of the invention suitable for engines in which a single pump supplies fuel to a plurality of cylinders. In this embodiment, the pump housing i contains a single pump piston 5, the suction valve 3 and the pressure valve 4. -The pressure lines and the housing i consists of a chamber ii, which corresponds to the chamber ii in is in open communication with chamber ii. A plurality of appropriately parallel bores 2 1 extend from the chamber 2o. As can be seen from FIG . 3 , each bore 2 1 merges into a transverse bore 22. From each such transverse bore 22 a line io goes to a valve which is designed similar to the valve shown in Fig. I and is provided with the same designations, so that a more detailed description is superfluous. Such a valve belongs to every cylinder of the engine.

Die Bohrungen 21 enthalten je ein Ventil 23, welches die Verbindung zwischen der Kammer 2o und der zugehörigen BohrUng 21 beherrscht. In geradliniger Verlängerung jeder Z, kn Bohrun- 21 ist eine Bohrung 13 vorgesehen, die einen Kolben 14 enthält, welcher durch eine Nockenscheibe 15 betätigt wird, die auf der Welle 6o sitzt, auf der auch die den Kolben 5 betätigende Nockenscheibe 6 sich befindet.The bores 21 each contain a valve 23 which controls the connection between the chamber 2o and the associated boring 21. In a straight extension of each Z, kn bore 21, a bore 13 is provided which contains a piston 14 which is actuated by a cam disk 15 which is seated on the shaft 6o on which the cam disk 6 which actuates the piston 5 is also located.

Die Ausführung gemäß Abb. 2 und 3 ist eine derartige, daß die Kolben 14 zum Öffneu der Ventile 23 in richtiger Reihenfolge betätigt werden, wobei ein Ventil bei jedem Druckhub des Kolbens 5 geöffnet wird. Gleichzeld,- mit dem öffnen eines Ventils 23 durch se7nri, Kolben 4 erfolgt eine Herabsetzung des #J olumens der betreffenden Druckleitung beim Beginn der Einspritzung, wodurch der Druck in dieser Leitung in solchem Maße erböht wird, daß er das Ventil 8, 9 mit Sicherheit öffnen kann. Nach erfolgter Einspritzung wird der Kolben 14 zurückgezogen, wodurch das Volumen der entsprechenden Druckleitung wieder vergrößert wird, so daß der Druck in dieser Leitung wieder so weit abnimmt, daß die Feder 12 das Ventil 8, 9 wirksam auf seMen Sitz drücken kann.The embodiment according to FIGS. 2 and 3 is such that the pistons 14 are actuated in the correct sequence to open the valves 23 , one valve being opened with each pressure stroke of the piston 5 . At the same time, with the opening of a valve 23 by se7nri, piston 4, the volume of the pressure line in question is reduced at the start of the injection, whereby the pressure in this line is increased to such an extent that it will surely control the valve 8, 9 can open. After the injection has taken place, the piston 14 is withdrawn, whereby the volume of the corresponding pressure line is increased again, so that the pressure in this line decreases again to such an extent that the spring 12 can effectively press the valve 8, 9 onto its seat.

Claims (2)

PATENT-ANspRüCHE: i. Verbrennungskraftmaschine mit einem in der öffnungsrichtung durch den Oldruck und in der Schließungsrichtung durcheine Feder bewegten Einspritzventil sowie mit einer ölpumpe mit vom Pumpenkolben unabhängigem Druckventil und einem durch Drucksenkung in der Einspritzleitung nach erfolgtem Einspritzen das Nachtropfenverhindernden Hilfskolben, dadurch gekennzeichnet, daß ein ein geringeres Hubvolumen als dasjenige des Pumpenkolbens aufweisender Kolben (14) in einem mit der Druckleitung in Verbindung stehenden Raum arbeitet, indem er durch eine Nokkenscheibe (15) o. dgl. getrieben ist, die in solchem Verhältnis zum Antrieb des Pumpenkolbens steht, daß der Kolben (14) während der ganzen Arbeitsperiode des Pumpenkolbens stillsteht und erst am Ende oder unmittelbar danach eine Bewegung ausführt, die eine mäßige, bestimmbare Ab- nahme des Druckes in der Druckleitung der Pumpe zur Folge hat, so daß die auf das Ventil lastende Feder ein dichtes Anliegen des Einspritzventils gegen seinen Sitz sichern kann. PATENT CLAIMS: i. Internal combustion engine with an injection valve moved in the opening direction by the oil pressure and in the closing direction by a spring as well as with an oil pump with a pressure valve independent of the pump piston and an auxiliary piston which prevents dripping by reducing the pressure in the injection line after the injection, characterized in that a lower stroke volume than that of the pump piston having piston (14) works in a space communicating with the pressure line by being driven by a cam disk (15 ) or the like, which is in such a relationship to the drive of the pump piston that the piston (14) stands still during the entire operating period of the pump piston and at the end or immediately thereafter, executes a movement which has a moderate, detectable decrease of the pressure in the pressure line of the pump a result, so that the pressure bearing on the valve spring is a tight fit of the injection valve against his seat sic can come. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (14) in einer im Gehäuse des Einspritzventils vorgesehenen, mit der Druckleitung in Verbindung stehenden Kammer angeordnet ist. 3. Einrichtung nach Anspruch i für Motoren, bei denen eine einzige Brennstoffpumpe zur Speisung mehrerer Zylinder von einer gemeinsamen Verteilungskammer aus vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der die Druckverminderung bewirkende Kolben auch zum Öffnen des Ventils dient, welches die Verbindung zwischen der Druckleitung und dieser Verteilungskammer überwacht.2. Device according to claim i, characterized in that the piston (14) is arranged in a chamber provided in the housing of the injection valve and communicating with the pressure line. 3. Device according to claim i for engines, in which a single fuel pump is provided for feeding several cylinders from a common distribution chamber, characterized in that the piston causing the pressure reduction also serves to open the valve which is the connection between the pressure line and this Distribution chamber monitored.