DE855485C - Fuel pump with a uniform fuel movement in the pump pressure line with a precisely adjustable fuel flow rate for internal combustion engines - Google Patents

Description

Brennstoffpumpe mit einer gleichmäßigen Brennstoffbewegung in der Pumpendruckleitung bei genau einstellbarer Brennstoffdurchflußmenge für Brennkraftmaschinen Die Brennstoffeinspritzung im Maschinentakt in die Zylinder von Otto inotoren ist vorteilhaft. Pumpen und Düscii hierzu sind teuer. Das Verfahren wird mit abnehmenden Hubvolumen der einzelnen Nlotorenzylinder iininer sdhwieriger. Nach Angaben eines ait:rkaiiiiteii Fachmannes ist es unmöglich. Düsen und 1'unil>en z. 13. für einen Motor mit etwa ioo ccin 1lul»oluinen wirtschaftlich zu fertigen.Fuel pump with a steady fuel movement in the Pump pressure line with precisely adjustable fuel flow rate for internal combustion engines The fuel injection into the cylinders of Otto engines is in time with the machine advantageous. Pumps and nozzles for this are expensive. The procedure is decreasing Stroke volume of the individual rotor cylinders in a more difficult one. According to one ait: rkaiiiiteii expert it is impossible. Nozzles and 1'unil> en z. 13. for one Engine economical to manufacture with about 100 cc in 1 liter.

Bei einer I)reunstoffeinspritzmig in die Ansaugkanäle von Viertaktmotoren oder in die gee-ignet ausgebildeten l'1>erstrcnnkanäle von Zweitaktmotoren genügt es, den Brennstoff in stationärer, mit einer eiiistellliai-eii 1)tii-cliflttlagesc:liwiitdigkeit verselieinen Ströinung durch eine Düse einzuspritzen. liierl>ei eriliöglicht es die kontinuierliche Kraftstofförd-:rting den Förderdruck auf etwa 2 atü zu erniäl:ligeu. Ute holte Kraftstoff:lastizität wirkt sich hier nicht so unangenehm aus. wie bei der periodisch im-Nfaschinentakt in denMotorenzylinder erfolgtcu lloc'h;lruckeinspritzung. 13ei Verwendung von kleinen Zadinradl>utnpen oder Kal>selNN-erkeii für die Breinistofförderung mu13 für die Einhaltung 1-on sehr kleinen Dichtspalthöhen zwischen starren I^ lächen g; sorgt werden. Bei Anwendung von Pumpen mit zvlindrischen Kolben aber kann durch Benutzung von elastischen, neuzeitlichen Kunststoffen oder hun;tgtiin-iiii für die N-orzuse'liaide Stulpdichtung und für die Ventilkonstruktion eine hohe Fördergenauigkeit bei relativ groben Passungstoleranzen erreicht werden. Der zwangsläufig durch den Motor betätigte Pumpenantrieb kann geeignet untersetzt werden, wodurch ein Kolbenhub> der Pumpe Brennstoff für eine Vielzahl von Verbrennungen im Motor fördert. Diese Maßnahme ermöglicht es, die Pumpenabmessungen und die Fördermengenregelung besser zu beherrschen, sowie dynamische Schwierigkeiten. bei der Brennstofförderung zu vermeiden.In the case of an I) plastic injection into the intake ducts of four-stroke engines or in the suitably trained primary ducts of two-stroke engines is sufficient it, the fuel in stationary, with an eiiistellliai-eii 1) tii-cliflttlagesc: liwiitdigkeit to inject various flow through a nozzle. liierl> ei makes it possible the continuous fuel delivery: the delivery pressure to about 2 atmospheres to erniäl: ligeu. Ute fetched fuel: elasticity is not that uncomfortable here. as in the periodically in-machine cycle in the engine cylinder takes place cu lloc'h; pressure injection. When using small Zadinradl> utnpen or Kal> selNN -erkeii for pulp feed mu13 for compliance with 1-on very small sealing gap heights between rigid surfaces G; be taken care of. When using pumps with cylindrical pistons, however, through Use of elastic, modern plastics or hun; tgtiin-iiii for the N-orzuse'liaide face seal and one for the valve construction high conveying accuracy can be achieved with relatively coarse fit tolerances. Of the Pump drive that is inevitably actuated by the motor can be reduced appropriately, thereby making one piston stroke> the pump fuel for a variety of burns promotes in the engine. This measure makes it possible to control the pump dimensions and the delivery rate better to master, as well as dynamic difficulties. in fuel delivery to avoid.

Als Pumpenelement wird in bekannter Weise eine Brennstoffpumpe mit Gegenkolben vorgeschlagen, deren gegenseitige Hubbeweigung zum Zwecke der Fördermengenregelung verstellt werden kann. Da eine solche Pumpe einen Saug- und einen Förderhub besitzt, sind zur Erzielung einer gleichmäßigen Brennstoffbewegung in der Pumpendruckleitung mindestens zwei solcher Pumpen erforderlich, deren Antrieb und Koppelung Gegenstand der Erfindung sind.A fuel pump is used as the pump element in a known manner Opposite piston proposed, their mutual stroke movement for the purpose of flow control can be adjusted. Since such a pump has a suction and a delivery stroke, are to achieve an even movement of fuel in the pump pressure line at least two such pumps are required, their drive and coupling subject matter of the invention.

Fig. i zeigt die Wirkungsweise und Fördermengenregelung der Pumpe; Fig. 2 zeigt Durchffluß,diagramme, Kolbenweg-und Beschleunigungskurven der Pumpenelementekolben.Fig. I shows the mode of operation and flow rate control of the pump; Fig. 2 shows flow, diagrams, piston travel and acceleration curves of the pump element pistons.

Die Zusammenstellung der Pumpe zeigt Fig. i. Gleiche Teile der Pumpenelemente sind mit gleichen Ziffern beschriftet, wobei die des unteren gestrichen bezeichnet sind. Mit i ist der Pumpenzylinder, mit 2 der Förderkolben und mit 3 der Regelkolben bezeichnet. Die zwangsläufige Koppelung letzterer über die Schwinge 4, abgestützt auf die Schwenkstütze 5, geschieht über das Verbindungsgestänge 7. Durch Lageränderung der Schwenkstütze 5 kann die Hubbewegung beider Kolben zum Zwecke der stufenlosen Fördermengenregelung verstellt werden. Der Nocken 9 betätigt Über die Stößel io den Pumpenantrieb. Die Stößel io stehen unter der Einwirkung der Federn i i, welche über die Gestängever;bindung die Druckförderung (+) des Brennstoffes bewirken. Hierdurch ist ein Schutz der Pumpe bei verstopfter Brennstoffidruc'kleitung gewährleistet. Die abgestimmten Federn 6 und i i belasten ständig die Schwenkstütze 5 und die Gestängeverbindung und sorgen für einen spielfreien Gang der Pumpe. Die Schwenkstützen 5 und 5' sind durch das Regelgestänge 8 miteinander gekoppelt. Die Druckleitungen beider Pumpenelemente sind verbunden. Bei Betrachtung der in :die Zeichenebene projezierten Stößel io und io' ist zu erkennen, daß bei Verwendung von Flachstößeln diese nur parallele Achsen haben müssen. Bei Benutzung von Rollenstößeln aber müssen letztere koaxial, mit den Nockendrehpunkt schneidender Achse, angeordnet sein. Zum Zwecke der Schmierung der Stulpdichtung wird die Pumpe in ein Olbad, z. B. in den Frischöl.lychälter eines Zweitaktmotors, eingebaut. An die Pumpe können mehrere Verbrauchsstehlen angeschlossen werden. Hierbei müssen die Düsen gleichartig sein sowie die Verzweigungsleitungen gleiche Länge und gleichen Durchmesser besitzen und den Erfordernissen der Regeltechnik genügen. I Die Koppelung des Regelgestänges 8 mit der Motordrosselklappe erfolgt nach bekanntem Vorbild. Es könnten auch mehr als zwei Pumpenelemente Verwendung finden. Als ein solches kann auch eine Membranpumpe dienen. Bei genügendem Langsamlauf der Pumpe kann auf eine Brennstoffzubringepumpe verzichtet werden.The assembly of the pump is shown in Fig. I. Same parts of the pump elements are labeled with the same numbers, with those of the lower one denoted by a dashed line are. With i the pump cylinder, with 2 the delivery piston and with 3 the control piston designated. The inevitable coupling of the latter via the rocker 4 is supported on the swivel support 5, happens via the connecting rod 7. By changing the bearing the swivel support 5, the stroke movement of both pistons for the purpose of stepless Flow rate control can be adjusted. The cam 9 is actuated via the tappet io the pump drive. The plungers io are under the action of the springs i i, which Bring the fuel under pressure (+) via the linkage connection. Through this protection of the pump is guaranteed if the fuel pressure line is clogged. The coordinated springs 6 and i i constantly load the swivel support 5 and the linkage and ensure that the pump runs without play. The swivel supports 5 and 5 'are coupled to one another by the control linkage 8. The pressure lines of both pump elements are connected. When looking at the ram projected in: the plane of the drawing io and io 'it can be seen that when using flat tappets, these are only parallel Must have axes. When using roller tappets, however, the latter must be coaxial, be arranged with the axis intersecting the cam fulcrum. For the purpose of lubrication the faceplate is the pump in an oil bath, z. B. in the fresh oil Two-stroke engine, built-in. Several consumables can be connected to the pump will. The nozzles and the branch lines must be of the same type have the same length and the same diameter and meet the requirements of control technology suffice. I The coupling of the control linkage 8 with the engine throttle valve takes place based on a well-known model. More than two pump elements could also be used Find. A diaphragm pump can also serve as such. With enough slow speed the pump can be dispensed with a fuel feed pump.

In F.ig.2 ist oben das (--Tesc'hwindigkeitszeitdiagramm des Förderkolbens 2 des einen Pumpenelementes gezeigt. Mit (+) ist die Druckbewegung, mit (-) die, Saugbewegung des Förderkolbens 2 bezeichnet. Die Kolbengeschwindigkeit der Druckbewegung (+) nimmt vorn- linken Totpunkt an zunächst geradlinig zu, bleibt dann längere Zeit konstant und sinkt dann wieder geradlinig bis zum rechten Totpunkt bis auf o a1>. Da mit v = äs , s = f vdt ist, so ist die von der Abszisse t (a) und den drei Geraden einges,dhlossene Fläche F1 ein Maß für den Kolbenweg s und somit für die Brennstofförderung.In Fig. 2, the (--Tesc'h speed time diagram of the delivery piston 2 of the one pump element is shown. With (+) the pressure movement, with (-) the suction movement of the delivery piston 2. The piston speed of the pressure movement (+) increases in a straight line at the front left dead center, then remains constant for a longer time and then decreases again in a straight line to the right dead center down to o a1>. Since with v = äs , s = f vdt, then that of the abscissa t ( a) and the three straight lines, ie closed area F1, a measure for the piston travel s and thus for the fuel delivery.

Die Förderzeit t ist der Winkeländerung a des Antriebsnockens proportional, und für eine Druck-und Saugbewegung des Kolbens ist die Gesamtwinkeländerung gleich 2,-1. Da die Druckbewegung (+) sich über einen Winkel -i + ß erstreckt, bleibt für die Saugbewegung der Winkel 23-(,-1+ß) = #T-ß übrig. Da der Saugweg des Kolbens der gleiche ist wie der Druckweg, so muß die von den Geschwindigkeitskurven der Saugbewegung (-) und der Abszisse eingeschlossene Fläche F2 gleich der Fläche Fi sein. Bei konstanter Saugbeschleunigung und Saugverzögerung ergibt sich F2 als Dreieck mit der Basis (,-c-ß) und der Höhe h, die sich aus der Beziehung Ft = F2 bei gegebener Basis (-i-ß) errechnet. Der Richtungsfaktor der beiden Dreieckseiter ist ein Maß für die Saugbeschleunigung und die Saugverzögerung. Durch geeignete Anordnung der Dreiecksspitze im Abstand h von der Abszisse kann die Saugbeschleunigung günstig gestaltet werden, ,allerdings auf Kosten der Sangverzögerung.The transport time t, the angle change is proportional a of the driving cam, and a pressure and suction motion of the piston is the overall angle change equal to 2 -1. Since the pressure movement (+) extends over an angle -i + ß, the angle 23 - (, - 1 + ß) = # T-ß remains for the suction movement. Since the suction path of the piston is the same as the pressure path, the area F2 enclosed by the speed curves of the suction movement (-) and the abscissa must be equal to the area Fi. With constant suction acceleration and suction deceleration, F2 results as a triangle with the base (, -c-ß) and the height h, which is calculated from the relationship Ft = F2 with a given base (-i-ß). The direction factor of the two triangles is a measure of the suction acceleration and the suction delay. By suitably arranging the triangle apex at a distance h from the abscissa, the suction acceleration can be designed favorably, but at the expense of the singing delay.

Unterhalb des Diagramms des einen Pumpen elemenbes ist dasjenige des anderen um 7c in Richtung der Zeitachse versetzt angeordnet und unterhalb beider das zusammengesetzte Diagramm beider Pumpenelemente, aus ,dem hervorgeht, daß die Fördergeschwindigkeit beider zusammengesetzt konstant ist. Das untere Diagramm zeigt die Kolbenwegkurve eines Pumpenelementes über der Zeit, welches aus -einer Geraden und aus Parabelbögen besteht, sowie die Kolbenbeschleunigung über der Zeit.Below the diagram of one of the pump elements is that of the others arranged offset by 7c in the direction of the time axis and below both the composite diagram of both pump elements, from which it can be seen that the Conveying speed of both combined is constant. The diagram below shows the piston travel curve of a pump element over time, which consists of a straight line and consists of parabolic arcs, as well as the piston acceleration over time.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE: i. Pumpenelementezusatnmenfassunig mit gemeinsamer Pumpendruckleitung, wobei erstere als Brennstoffpumpen mit Gegenkolben ausgebildet sind, derei> gegenseitige Hubbewegung zum Zwecke der Fördermengenreglung verstellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Nockenantrieb die Brennstofförderung der einzelnen Pumpenelemente so geregeltwird, daß die zusammen gefaßte Brennstofförderung der Pumpenelemente eine gleich -mäßige Brennstott@re@@cgung ergibt. PATENT CLAIMS: i. Pump elements additional with common Pump pressure line, the former designed as fuel pumps with opposed pistons which adjust the reciprocal stroke movement for the purpose of regulating the flow rate can be, characterized in that the fuel delivery by a cam drive the individual pump elements is regulated so that the combined fuel delivery of the pump elements results in a uniform fuel stump. 2. Anordnung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, cbaß die Satigbe@vegung der Pumpenelenieete mittels Nockenkraft und die Druckmittels Federkraft erfolgt. 2. Arrangement according to claim r, characterized in that the Satigbe @ movement of the pump lines by means of cam force and the pressure by means of spring force. 3. :\norclntiirg nach Anspruch i und 2, dadurch -,kennzeichnet. (iaß durch abgestimmte Federn (6, it) .die Schwinge (4), die Schwenkstütze (5) und das Verbindungsgestänge (7) so 1>clastet sind, daß die 1'utnl>eiulreNN-eguirg Spielfrei ist. 3.: \ norclntiirg after Claims i and 2, characterized in -, indicates. (iaß through coordinated springs (6, it) .The rocker arm (4), the swivel support (5) and the connecting rod (7) so 1> clastet are that the 1'utnl> eiulreNN-eguirg is backlash-free. 4. Anordnung nach Anspruch i his 3, dadurch gekennzeichnet, daß duroh Verwendung eines einzigen Nockens beide Pumpenelemente bet<ltlgt SittCi. 4. Arrangement according to claim i his 3, characterized in that both using a single cam Pump elements depend on SittCi. 5. Anordnung nach Anspruei, . bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößel (io) des Nockenantri°hes als Flachstößel aus7geibil.det sind. 5. Arrangement according to claims,. to 4, thereby characterized in that the tappet (io) of the cam drive is aus7geibil.det as a flat tappet are. 6. Anordnung nach Anspruch i bis 5, dadurch g,k-enezeichnet, daß der Nocken (9) zum Antriel> eurer Schmierölpumpe mitverwendet wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 546343, 517868, 473 373.6. Arrangement according to claim i to 5, characterized in that the cam (9) is also used to drive your lubricating oil pump. Cited publications: German patent specifications No. 546343, 517868, 473 373.