DE1107025B

DE1107025B - Fuel injection pump with overflow control for internal combustion engines

Info

Publication number: DE1107025B
Application number: DEN13854A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Ernest Challis
Original assignee: D Napier and Son Ltd
Current assignee: Napier Turbochargers Ltd
Priority date: 1956-07-09
Filing date: 1957-07-08
Publication date: 1961-05-18

Description

Kraftstoffeinspritzpumpe mit Uberströmregelung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf Kraftstoffeinspritzpumpen mit Überströmregelung für Brennkraftmaschinen mit einem beim Einwärtshub gegen Federkraft bewegten Pumpenkolben. Zur Regelung der mit dem Pumpenkolben in den Maschinenzylinder eingespritzten Kraftststoffmenge hat der Kolben Steuerkanten, deren Abstand sich - über den Umfang des Kolbens betrachtet - ändert, so daß bei einem Verdrehen des Pumpenkolbens die Kolbenaußenfläche zwischen den Steuerkanten die Kraftstoffzutrittsöffnung bei konstantem Gesamthub des Kolbens verschieden lang abdeckt. Sobald beim Einwärtshub die zweite Steuerkante die Eintrittsöffnung freigibt, wird die Kraftstofförderung unterbrochen, und der bei der weiteren Einwärtsbewegung des Kolbens verdrängte Kraftstoff gelangt zurück in die Zuführungsleitung. Der Einspritzzeitpunpltt, d. h. der Punkt, an welchem die die erste Steuerkante bildende Kolbenkante die Eintrittsöffnung abgeschlossen hat und damit der Pumpenkolben zu fördern beginnt, kann durch Verändern des Abstandes zwischen der Kolbenstirnfläche und der Ablagefläche des Stößels an dem Pumpennocken geändert werden.Fuel injection pump with overflow control for internal combustion engines The invention relates to fuel injection pumps with overflow control for Internal combustion engines with a pump piston moved against spring force during the inward stroke. For regulating the amount of fuel injected into the machine cylinder with the pump piston the piston has control edges, the distance between which is considered over the circumference of the piston - Changes, so that when the pump piston is rotated, the piston outer surface between the control edges the fuel inlet opening with a constant total stroke of the piston covers different lengths. As soon as the second control edge opens the inlet opening on the inward stroke releases, the fuel delivery is interrupted, and that with the further inward movement The fuel displaced by the piston returns to the supply line. The injection time point, d. H. the point at which the piston edge forming the first control edge forms the inlet opening has completed and the pump piston begins to deliver can be done by changing the distance between the piston face and the support surface of the plunger the pump cam can be changed.

Es ist eine Pumpe der vorgenanten Bauart bekannt, bei welcher zum Zwecke der Einspritzzeitpunktverstellung zwischen dem Kolben und dem von dem Nocken betätigten Bewegungsübertragungsglied ein Zwischenglied vorgesehen ist, das mit dem einen Teil mit Rechtsgewinde und mit dem anderen Teil mit Linksgewinde verbunden ist und eine Zahnradverzahnung aufweist, die zum Verdrehen des Zwischengliedes mittels einer Zahnstange und damit der Änderung des Abstandes dient. Es ist ein Nachteil dieser Anordnung, daß die Gewinde während des Pumpenhubs belastet werden und sich deshalb, insbesondere bei einer Mehrzylinderpumpe, nur schwer bewegen lassen. Eine große Abnutzung, die zu einem übermäßigen Gewindespiel führen kann, ist die Folge.There is a pump of the aforementioned type known in which to Purposes of adjusting the injection timing between the piston and that of the cam actuated movement transmission member an intermediate member is provided, which with one part with a right-hand thread and the other part with a left-hand thread is and has a gear toothing, which means for rotating the intermediate member a rack and thus the change in the distance is used. It's a downside this arrangement that the threads are loaded during the pump stroke and therefore, especially with a multi-cylinder pump, can only be moved with difficulty. One great wear and tear, which can lead to excessive thread play, is the result.

Ziel der Erfindung ist es, eine Kraftstoffeinspritzpumpe zu schaffen, die diesen Nachteil nicht besitzt. Gemäß der Erfindung ist zur Lösung dieser Aufgabe zwischen dem Pumpenkolben und dem von dem Stößel betätigten Bewegungsmechanismus ein Kolben und ein diesem zugeordneter Zylinder vorgesehen, deren gemeinsamer Zylinderraum in der Nähe des unteren Totpunktes des Pumpenkolbens mit einem von einer unter Druck stehenden Flüssigkeit gespeisten Zulauf in Verbindung gelangt, welche wieder unterbrochen wird, bevor während des Einwärtshubes die Verbindung zwischen dem Pumpenarbeitsraum und dem Kraftstoffzulauf schließt.The aim of the invention is to create a fuel injection pump, which does not have this disadvantage. According to the invention is to solve this problem between the pump piston and the moving mechanism operated by the plunger a piston and a cylinder associated therewith are provided, their common cylinder space near bottom dead center of the pump piston with one of one under pressure standing liquid fed inflow comes into connection, which is interrupted again is before the connection between the pump working space during the inward stroke and the fuel supply closes.

Bei einer Kraftstoffpumpe anderer Bauart mit besonderem Kraftstoffei.nlaßventil, bei welchem die Kraftstofförderung aufhört, wenn die Stirnfläche des Pumpenkolbens ein Überströmventil anhebt, ist zur Änderung des Abstandes zwischen Berührungsfläche des Stößels mit dem-Pumpennocken und der Kolbenstirnfläche und damit der eingespritzten Kraftstoffmenge der Kolben über .Zahnrad und Zahnstange drehbar und mit dem geradlinig geführten Stößel über Gewinde verbunden. Bei dieser Pumpe ist an dem dem Stößel benachbarten Ende des Pumpenkolbens ein Hilfskolben vorgesehen, der den gleichen Querschnitt hat wie der Pumpenkolben, auf der Rückseite mit dem Druck in der Pumpenkammer beaufschlagt ist und sich mit der Stirnfläche auf dem Stößel abstützt, so daß die ganze auf den Kolben einwirkende Hubkraft vom Stößel über den Hilfskolben auf den Pumpenkolben übertragen wird und das Gewinde praktisch vollkommen entlastet ist.In the case of a different type of fuel pump with a special fuel inlet valve, at which the fuel delivery stops when the face of the pump piston an overflow valve lifts is to change the distance between contact surface of the plunger with the pump cam and the piston face and thus the injected Amount of fuel in the piston via .gear and rack rotatable and with the straight guided ram connected by thread. This pump is attached to the plunger adjacent end of the pump piston is provided with an auxiliary piston which is the same Cross-section like the pump piston, on the back with the pressure in the pump chamber is acted upon and is supported with the end face on the plunger, so that the entire lifting force acting on the piston from the tappet via the auxiliary piston to the Pump piston is transferred and the thread is practically completely relieved.

Eine Veränderung des Einspritzzeitpunktes während des Betriebes läßt sich mit dieser Einrichtung jedoch nicht erzielen.A change in the injection time during operation can however, cannot be achieved with this facility.

Die Erfindung wird im, folgenden an Hand einer schematischen Zeichnung, die einen Längsschnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzpumpe mit Übererömregelung wiedergibt, näher erläutert.The invention is described below with reference to a schematic drawing, which is a longitudinal section through part of a fuel injection pump according to the invention reproduces with overflow control, explained in more detail.

Gemäß der Zeichnung umfaßt die Pumpe einen Kolben 1 und eine Pumpkammer 2, die den Kraftstoff von einem Einlaßkanal 3 aus über Einlaßöffnungen 4 ansaugt und ihn unter hohem Druck über einen Austrittskanal 5 abgibt. Da diese Konstruktion als solche bekannt ist und nicht einen Gegenstand der Erfindung bildet, wird auf eine nähere Erläuterung verzichtet. Das untere Ende des Kolbens 1 ist mit einem Kolben 6 verbunden, der in der Bohrung 7 eines hohlen zylindrischen Stößels 8 begrenzte Bewegungen ausführen kann; die Aufwärtsbewegung des Kolbens 6 wird durch einen in das obere Ende der Bohrung 7 des Stößels 8 eingeschraubten Haltering 9 begrenzt. Der Stößel 8 gleitet seinerseits innerhalb eines in dem Hauptkörper der Pumpe ausgebildeten Zylinders 10, in den der Stößel abdichtend eingepaßt ist. Die Unterseite des Kolbens 6 trägt einen Fortsatz 11, der an dem geschlossenen unteren Ende 12 bzw. dem Boden der Bohrung in dem Stößel angreift, wenn der Kolben in der Bohrung seine tiefste Lage einnimmt, um zu gewährleisten, daß zwischen dem Ende der Bohrung bzw. dem Boden 12 und der Stirnfläche 13 des Kolbens 6 ein Spalt verbleibt. In der Wand der Bohrung 7 des Stößels sind in der Nähe des Bodens 12 mehrere Einlaßöffnungen 14 vorgesehen, die mit dem Spalt zwischen dem Kolben und dem Boden der Bohrung in Verbindung stehen. Der Kolben 6 wird durch eine Druckfeder 15, die sich zwischen der Oberseite des Kolbens 6 und dem oberen Ende des Zylinders 10 abstützt, in Richtung auf das geschlossene Ende 12 der Bohrung 7 des Stößels vorgespannt. Diese Feder 15 ist außerdem bestrebt, eine an der Unterseite des Stößels 8 vorgesehene Rolle 16 in Berührung mit einem hier nicht gezeigten Pumpenkolbenbetätigungsnocken zu halten.According to the drawing, the pump comprises a piston 1 and a pump chamber 2 which sucks in the fuel from an inlet channel 3 via inlet openings 4 and delivers it under high pressure via an outlet channel 5. Since this construction is known as such and does not form an object of the invention, a more detailed explanation is dispensed with. The lower end of the piston 1 is connected to a piston 6 which can perform limited movements in the bore 7 of a hollow cylindrical plunger 8; the upward movement of the piston 6 is limited by a retaining ring 9 screwed into the upper end of the bore 7 of the plunger 8. The plunger 8 in turn slides within a cylinder 10 formed in the main body of the pump into which the plunger is sealingly fitted. The underside of the piston 6 carries an extension 11 which engages the closed lower end 12 or the bottom of the bore in the plunger when the piston assumes its lowest position in the bore to ensure that between the end of the bore or A gap remains in the base 12 and the end face 13 of the piston 6. In the wall of the bore 7 of the ram, in the vicinity of the base 12, several inlet openings 14 are provided, which are in communication with the gap between the piston and the base of the bore. The piston 6 is biased towards the closed end 12 of the bore 7 of the plunger by a compression spring 15 which is supported between the upper side of the piston 6 and the upper end of the cylinder 10. This spring 15 also endeavors to keep a roller 16 provided on the underside of the tappet 8 in contact with a pump piston actuating cam (not shown here).

An der Innenfläche der Wand des Zylinders 10 ist ein ringförmiger Kanal 17 ausgebildet, mit dem die Einlaßöffnungen 14 des Stößels 8 auf gleicher Höhe liegen, wenn der Stößel 8 und der Pumpenkolben 1 ihre untere Totpunktstellung einnehmen; diesem Kanal 17 wird über einen Zuführungskanal 18 im Körper der Pumpe eine Flüssigkeit zugeführt.On the inner surface of the wall of the cylinder 10. An annular channel 17 is formed, with the inlet openings of the plunger 14 are 8 at the same height as the plunger 8 and the pump piston 1 occupy their bottom dead center position; a liquid is supplied to this channel 17 via a supply channel 18 in the body of the pump.

Uin die Kraftstoffeinspritzpumpe während des Betriebs auf einen früheren Kraftstoffeinspritzbeginn einzustellen, wird dem ringförmigen Kanal 17 eine Flüssigkeit zugeführt, deren Druck ausreicht, um die Kraft der Druckfeder 15 zu überwinden. Wenn sich der Stößel 8 in seiner unteren Totpunktstellung befindet, strömt die Flüssigkeit durch die Flüssigkeitseinlaßkanäle 14 in den Spalt zwischen dem Kolben 6 und dem Ende bzw. Boden 12 der Bohrung in den Stößel B. so daß der Kolben 6 zusammen mit dem Pumpenkolben 1 entgegen der Kraft der Feder 15 gehoben wird, bis der Kolben 6 an den Haltering 9 am oberen Ende des Stößels anstößt, wie es in der Zeichnung dargestellt ist. Auf diese Weise wird der Pumpenkolben 1 gegenüber der Pumpkammer 2 der Pumpe nach oben bewegt. Bei der weiteren Drehbewegung des Pumpenkolbenbetätigungsnockens wird der Stößel8 gehoben, wobei die Flüssigkeitseinlaßöffnungen 14 an dem ringförmigen Kanal 17 vorbeibewegt werden; hierdurch werden die Öffnungen verschlossen. und das Öl wird in demjenigen Teil der Bohrung 7 eingeschlossen, der innerhalb des Stößels 8 zwischen der Unterseite 13 des Kolbens 6 und dem Boden 12 der Bohrung liegt. Dieser Vorgang spielt sich ab, bevor der Pumpenkolben 1 die zu der Pumpkammer 2 führende Kraftstoffeinlaßbohrung 4 geschlossen hat und bevor der wirksame Hub des Pumpenkolbens begonnen hat. Hieraus wird ersichtlich. daß der Druck der dem Stößel zugeführten Flüssigkeit nur verhältnismäßig niedrig zu sein braucht. Wenn der Kolben 1 zusammen mit dem Stößel 8 in die untere Totpunktlage zurückkehrt, «=erden die Flüssigkeitseinlaßöffnungen 14 wieder geöffnet, und die möglicherweise durch Verluste verringerte Menge der Flüssigkeit in der Bohrung 7 des Stößels wird somit wieder ergänzt.In order to set the fuel injection pump to an earlier start of fuel injection during operation, a liquid is supplied to the annular channel 17 , the pressure of which is sufficient to overcome the force of the compression spring 15. When the plunger 8 is in its bottom dead center position, the liquid flows through the liquid inlet channels 14 into the gap between the piston 6 and the end or bottom 12 of the bore in the plunger B. so that the piston 6 together with the pump piston 1 counter the force of the spring 15 is raised until the piston 6 abuts the retaining ring 9 at the upper end of the plunger, as shown in the drawing. In this way, the pump piston 1 is moved upwards in relation to the pump chamber 2 of the pump. With the further rotary movement of the pump piston actuating cam, the tappet 8 is raised, the liquid inlet openings 14 being moved past the annular channel 17; this closes the openings. and the oil is trapped in that part of the bore 7 which lies within the tappet 8 between the underside 13 of the piston 6 and the bottom 12 of the bore. This process takes place before the pump piston 1 has closed the fuel inlet bore 4 leading to the pump chamber 2 and before the effective stroke of the pump piston has begun. From this it can be seen. that the pressure of the liquid supplied to the plunger need only be relatively low. When the piston 1, together with the tappet 8, returns to the bottom dead center position, the liquid inlet openings 14 open again and the quantity of liquid in the bore 7 of the tappet, which may have been reduced due to losses, is thus replenished.

Um die Kraftstoffeinspritzung auf einen späteren Zeitpunkt zu verlegen, wird die Flüssigkeitszufuhr in Strömungsrichtung vor dem Zuführungskanal 18 unterbrochen, und der ringförmige Kanal 17 wird mit einer Druckentlastungsleitung verbunden. Im unteren Totpunkt wirkt somit die Druckfeder 15 auf den Kolben 6, um das Öl aus der Bohrung 7 des Stößels über die Flüssigkeitszuführungsöffnungen 14 und den Ringkana117 herauszudrücken und um den Fortsatz 11 des Kolbens 6 wieder mit dem Boden 12 der Bohrung des Stößels in Berührung zu bringen. Der Pumpenkolben 1 bewegt sich somit gegenüber der Kraftstoffeinlaßöffnung 4 in der Pumpkammer 2 nach unten, wobei sich die mittlere Lage der Hubstrecke des Pumpenkolbens entsprechend bewegt, so daß der wirksame Hub der Pumpe auf einen späteren Zeitpunkt verlegt wird. Wenn die Kraftstoffeinspritzung auf diese Weise verzögert wird, wird auch die obere Totpunktstellung des Pumpenkolbens 1 gegenüber den Öffnungen der Pumpkammer nach unten verlegt, so daß die verfügbare maximale wirksame Hubstrecke der Pumpe nach dem Schließen der Kraftstoffeinlaßöffnung verkleinert wird. Hierdurch wird die maximal erzielbare Kraftstofförderung der Pumpe herabgesetzt, doch kann man dies gewöhnlich zulassen, da es nur bei später Kraftstoffeinspritzung der Fall ist, d. h. wenn der -!Motor gewöhnlich mit niedriger Drehzahl und geringer Leistung arbeitet.To postpone fuel injection to a later point in time, the liquid supply is interrupted in the direction of flow before the supply channel 18, and the annular channel 17 is connected to a pressure relief line. in the Thus, the compression spring 15 acts on the piston 6 in order to remove the oil from the lower dead center Bore 7 of the plunger via the liquid feed openings 14 and the ring channel117 to push out and around the extension 11 of the piston 6 again with the bottom 12 of the Bring bore of the plunger into contact. The pump piston 1 thus moves opposite the fuel inlet opening 4 in the pump chamber 2 downwards, with the middle position of the stroke length of the pump piston moves accordingly, so that the effective stroke of the pump is postponed to a later point in time. When the fuel injection is delayed in this way, the top dead center position of the pump piston is also 1 relocated downwards opposite the openings of the pumping chamber, so that the available maximum effective stroke distance of the pump after closing the fuel inlet opening is reduced. This means that the maximum achievable fuel delivery of the pump is achieved reduced, but this can usually be allowed as it is only possible with late fuel injection is the case, d. H. when the -! engine usually runs at low speed and less Performance works.

Es ist ersichtlich, daß die geförderte Kraftstoffmenge von der durch -die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglichten Änderung der zeitlichen Steuerung der Pumpe unabhängig ist, da sie bei dieser Bauart der mit Kraftstoffüberströmregelung arbeitenden Pumpe lediglich von der wirksamen Länge des Pumpenhubes zwischen dem Verschließen und Wiederöffnen der Öffnungen 4 durch den Pumpenkolben abhängig ist.It can be seen that the amount of fuel delivered depends on the -the device according to the invention made it possible to change the timing the pump is independent, as it is the one with fuel overflow control in this design working pump only on the effective length of the pump stroke between the Closing and reopening of the openings 4 is dependent on the pump piston.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Fuel injection pump with overflow control and with a total stroke that cannot be changed during the inward stroke against spring force, the position of which relative to the pump working space can be displaced for the purpose of changing the injection time during operation by means of a telescopic device interposed between the pump piston and its drive mechanism, characterized in that: that the device consists of a piston (6) and a cylinder (7) assigned to it, the common cylinder space of which in the vicinity of the bottom dead center of the pump piston (1) is connected to an inlet (17, 18) fed by a pressurized liquid which is interrupted again before the connection between the pump working chamber (2) and the fuel inlet (3, 4) closes during the inward stroke.

2. Fuel injection pump according to claim 1, characterized in that the cylinder of the telescopic device is formed by a bore (7) in the plunger (8) of the pump and one or more openings (14) are provided in the cylinder wall, which are located at the bottom dead center The pump piston (1) should be aligned with the inlet opening (18, 17) provided in the pump housing.

3. Fuel injection pump according to claim 1 or 2, characterized in that the relative movement of the piston (6) with respect to the cylinder (7, 8) is limited by stops (9, 11). References considered: British Patent Nos. 407 164, 535 704.