DE1213666B

DE1213666B - Device for automatic adjustment of the start of injection of a fuel injection pump for internal combustion engines

Info

Publication number: DE1213666B
Application number: DEC28590A
Authority: DE
Original assignee: CAV Ltd
Current assignee: CAV Ltd
Priority date: 1961-12-07
Filing date: 1962-12-06
Publication date: 1966-03-31

Description

Vorrichtung zur selbsttätigen Verstellung des Einspritzbeginns einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur selbsttätigen Verstellung des Einspritzbeginns an einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem von der Maschine angetriebenen Verteiler, dessen Kopf zur Aufnahme mindestens eines Kolbens eine Querbohrung aufweist, der von einer Kraftstoffförderpumpe bei Drehung des Verteilers absatzweise Kraftstoff zugeführt wird, wodurch der Kolben radial nach außen verschoben wird, wobei der Kolben mit einem den Kopf umgebenden Nockenring zusammenarbeitet, der dem Kolben eine radiale Einwärtsbewegung erteilt, und bei der zur Veränderung des Einspritzbeginns ein von einem von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängigen Flüssigkeitssteuerdruck beaufschlagter, in einem parallel zu einer Tangente an den Nockenring verlaufenden Stellzylinder verschiebbar angeordneter Stellkolben vorgesehen ist, durch den der Nockenring, der mit einem Ansatz in eine Ausnehmung des Stellkolbens eingreift, drehbar ist, und der auf der einen Seite von einer Feder und auf der anderen Seite vom Flüssigkeitssteuerdruck beaufschlagt ist, wobei der Stellzylinder ein Steuerventil für die Steuerung des Stellkolbens aufweist, das in der Verbindung der Flüssigkeitskammer des Stellzylinders mit der Steuerdruckleitung liegt.Device for automatic adjustment of the start of injection of a Fuel injection pump for internal combustion engines The invention relates to a device for automatic adjustment of the start of injection on a fuel injection pump for internal combustion engines with a distributor driven by the machine, whose Head for receiving at least one piston has a transverse bore of a Fuel feed pump supplied intermittently with fuel as the distributor rotates is, whereby the piston is displaced radially outward, the piston with a cam ring surrounding the head cooperates, which gives the piston a radial Inward movement granted, and when changing the start of injection a of a fluid control pressure dependent on the speed of the internal combustion engine acted upon, in a parallel to a tangent to the cam ring Adjusting cylinder displaceably arranged adjusting piston is provided through which the Cam ring which engages with a shoulder in a recess of the actuating piston, is rotatable, and on the one hand by a spring and on the other hand is acted upon by the fluid control pressure, the actuating cylinder being a control valve for controlling the actuating piston, which is in the connection of the liquid chamber of the actuating cylinder lies with the control pressure line.

Eine derartige Vorrichtung zur selbsttätigen Verstellung des Einspritzbeginns nach Maßgabe des drehzahlabhängigen Förderdrucks der Kraftstofförderpumpe ist Gegenstand des älteren, nicht vorveröffentlichten Patents 1155 290. Um bei dieser Vorrichtung eine selbsttätige Verstellung des Einspritzbeginns der Kraftstoffeinspritzpumpe unabhängig von der Menge des mit jedem Hub einzuspritzenden Kraftstoffes und auch unabhängig von der Viskosität des Kraftstoffes, jedoch in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine zu erzielen, ist gemäß dem älteren Patent in der zylindrischen Bohrung des Stellkolbens ein kolbenförmiger Steuerschieber längsverschiebbar angeordnet, der mit seinem einen Ende in einen im Gehäuse angeordneten Steuerzylinder hineinragt, der mit dem drehzahlabhängigen Kraftstofförderdruck beaufschlagt ist, wobei sowohl auf den Stellkolben als auch auf den Steuerschieber die Kraft je einer Feder wirkt, die den Stellkolben und den Steuerschieber in Richtung auf den Steuerzylinder zu verschieben suchen. Ferner ist hierbei eine hydraulische Servosteuerung des Stellkolbens vorgesehen, mittels welcher der Steuerschieber den Stellkolben im Sinne einer Nachfolgesteuerung nach Maßgabe des Druckes im Steuerzylinder einerseits und der Kraft der Feder andererseits verstellt. Aus den deutschen Patentschriften 1092 727 und 1094.047 sind Kraftstoffeinspritzpumpen der vor genannten Bauart bereits bekannt, bei denen zur selbsttätigen Verstellung des Einspritzbeginns in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine die Drehlage der Nockenbahn durch einen als hy=. draulischen Stoßdämpfer wirkenden federbelasteten Stellkolben einstellbar ist. Zu diesem Zweck sind z. B. die Zylinderkammern an den beiden Seiten des Stellkolbens über Drosselspalten miteinander verbunden, durch die bei der Verschiebung des Stellkolbens die Flüssigkeit entweichen kann, oder es ist die vom-Steuerdruck beaufschlagte Zylinderkammer an ein von einem Drehzahlregler einstellbares Drosselglied angeschlossen, welches in der Kraftstoffzuführungsleitung der Einspritzpumpe angeordnet ist.Such a device for the automatic adjustment of the start of injection according to the speed-dependent delivery pressure of the fuel feed pump is the subject of the earlier, unpublished patent 1155 290. In order to allow this device to automatically adjust the start of injection of the fuel injection pump independently of the amount of fuel to be injected with each stroke and also independently of the viscosity of the fuel, but depending on the speed of the internal combustion engine, according to the earlier patent, a piston-shaped control slide is arranged longitudinally displaceably in the cylindrical bore of the actuating piston, which protrudes with its one end into a control cylinder arranged in the housing, which with the speed-dependent fuel delivery pressure is applied, the force of a spring acting on both the actuating piston and the control slide, which pushes the control piston and the control slide in the direction of the control cylinder Indian looking to move. Furthermore, a hydraulic servo control of the actuating piston is provided, by means of which the control slide adjusts the actuating piston in the sense of a follow-up control according to the pressure in the control cylinder on the one hand and the force of the spring on the other hand. From the German patents 1092 727 and 1094.047 fuel injection pumps of the type mentioned above are already known, in which the rotational position of the cam track by a hy = for automatic adjustment of the start of injection depending on the speed of the internal combustion engine. hydraulic shock absorber acting spring-loaded actuating piston is adjustable. For this purpose z. B. the cylinder chambers on the two sides of the actuating piston connected to each other via throttle gaps through which the liquid can escape when the actuating piston is moved, or the cylinder chamber acted upon by the control pressure is connected to a throttle member adjustable by a speed controller, which is in the fuel supply line of the Injection pump is arranged.

Diese bekannten Vorrichtungen haben sämtlich den Nachteil, daß die Arbeitsweise der Verstellvorrichtung auf Grund der Drosselspalten von der Viskosität des Kraftstoffes abhängig ist. Da jedoch die Viskosität temperaturabhängig ist und die Temperatur des Kraftstoffes von der Umgebungstemperatux beeinflußt wird, ergibt sich der Nachteil, daß hex größeren Temperaturschwankungen diese Verstellvorrichtungen nicht verwendbar sind. Weitere Schwierigkeiten ergeben sich daraus, daß die Viskosität überdies von der Dichte des Kraftstoffes abhängig ist, die jedoch nicht bei allen Kraftstoffen dieselbe ist. Schließlich ist auch von Nachteil, daß unter der Wirkung der auf die Nocken auflaufenden Kolben der Einspritzpumpe Druckstöße in der Kraftstoffzuführungsleitung hervorgerufen werden, die auf andere Teile der Pumpe übertragen werden. Falls ein hydraulischer Regler vorgesehen ist, kann hierdurch die Arbeitsweise des Reglers beeinträchtigt wir den.These known devices all have the disadvantage that the How the adjusting device works due to the throttle gaps on the viscosity depends on the fuel. However, since the viscosity is temperature dependent and the temperature of the fuel is influenced by the ambient temperature, results the disadvantage that hex larger temperature fluctuations these adjustment devices are not usable. Further difficulties arise from the fact that the viscosity also depends on the density of the fuel, but not for all Fuels is the same. Finally, it is also disadvantageous that under the effect the pistons of the injection pump running onto the cams Pressure surges in the fuel supply line evoked transferred to other parts of the pump. If a hydraulic Controller is provided, this can affect the operation of the controller we the.

Der Erfindung liegt` die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur selbsttätigen Verstellung des Einspritzbeginns einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen von einfacher Bauweise zu schaffen, die diese Nachteile der bekannten Verstellvorrichtungen nicht aufweist.The invention is` the object of a device for automatic Adjustment of the start of injection of a fuel injection pump for internal combustion engines of simple construction to provide these disadvantages of the known adjustment devices does not have.

Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung bei einer Verstellvorrichtung der eingangs genannten Art das unter der Wirkung des Flüssigkeitssteuerdrucks öffnende Steuerventil so angeordnet, daß es von dem Ansatz des drehbaren. Nockenrings während des Einspritzhubs des Kolbens bzw. der Kolben in Schließställung gehalten ist.For this purpose, according to the invention, in an adjusting device of the type mentioned above, the one that opens under the action of the fluid control pressure Control valve arranged so that it is from the approach of the rotatable. Cam ring during of the injection stroke of the piston or the piston is held in the closed position.

Vorzugsweise ist die Anordnung dabei so getroffen, daß der Ventilkörper des Steuerventils in Richtung der Verschiebung des Stellkolbens von seinem Sitz im Stellkolben abhebbar ist und mit einem Anschlag an dem Ansatz des Nockenrings anliegt. Am Ventilkörper des Steuerventils ist hierbei zweckmäßig ein kn-. Durchmesser erweiterter Kolbenteil angeordnet, der in einer Bohrung des Stellkolbens dicht gleitet und auf seiner Ringfläche vom Flüssigkeitssteuerdruck beaufschlagt ist.The arrangement is preferably such that the valve body of the control valve in the direction of displacement of the actuating piston from its seat can be lifted off in the actuating piston and with a stop on the shoulder of the cam ring is present. A kn- is useful here on the valve body of the control valve. diameter arranged extended piston part, which slides tightly in a bore of the actuating piston and is acted upon by the fluid control pressure on its annular surface.

Da bei der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung k#°ine Drosselspalten vorgesehen sind, bleiben Ändenngen in der Viskosität des Kraftstoffes ohne EinfV-l-ß auf die Steuerung. Da ferner das Steuerventil whrend des Einspritzhubs der Kolben die Kraftst®ffzufiihrungsleitung verschließt, werden Druckstöße in der Kraftstoffzuführungsleitung vermieden oder zumindest sehr stark herabgesetzt. Die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung ist in der Ausbildung und Herstellung überdies wesentlich einfacher als die bekannten Vorrichtungen.Since there are no throttle gaps in the adjusting device according to the invention are provided, changes in the viscosity of the fuel remain without EinfV-l-ß on the controller. There is also the control valve during the injection stroke of the piston If the fuel supply line closes, pressure surges occur in the fuel supply line avoided or at least greatly reduced. The adjustment device according to the invention is also much easier to train and manufacture than the known ones Devices.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.The drawing shows an embodiment of the invention.

-. F i g. 1 zeigt die Pumpe für flüssige Kraftstoffe gr mäß der Erfindung im Längsschnitt; F i g. 2 zeigt einen Querschnitt nach Linie 2-2 der P i. g.1.-. F i g. Fig. 1 shows the liquid fuel pump according to the invention in longitudinal section; F i g. 2 shows a cross section along line 2-2 of P i. g.1.

. Die in der Zeichnung dargestellte Pumpe weist einen Pumpenkörper 1 auf, in dem an dem einen Ende eine Speisepumpe 2 liegt, die aus einem rotierenden Laufrad mit Flügeln besteht. Der Einjaß 2 a und der Auslaß 2 b der Speisepumpe 2 sind aber ein überströmventil 3 untereinander verbunden, das den Speisedruck in Abhängigkeit von der Drehzähl dieser Pumpe reguliert. Am anderen Ende des Pzlmpenkörpers befindet sich eine Brennstoffeinspritzpumpe, die einen Drehkopf 4 aufweist, der an dem einen Ende eines Verteilers 5 angeformt ist, yvelcher die rotierenden Teile der Speisepumpe und der Einspritzpumpe miteinander verbindet. In dem Drehkopf befindet sich eine Querbohrung 6 für ein Paar hin- und hergehender Kolben 7, die mittels an ihren äußeren Enden angeordneter Rollen 8 mit einer sie -umgebenden ringförmigen Steuer- bzw. Nockenbahn 9 zusammenarbeiten.. The pump shown in the drawing has a pump body 1 in which at one end there is a feed pump 2, which consists of a rotating impeller with vanes. The inlet 2 a and the outlet 2 b of the feed pump 2 are connected to one another by an overflow valve 3 which regulates the feed pressure as a function of the number of revolutions of this pump. At the other end of the pump body there is a fuel injection pump which has a rotary head 4 which is molded onto one end of a distributor 5 and connects the rotating parts of the feed pump and the injection pump to one another. In the rotary head there is a transverse bore 6 for a pair of reciprocating pistons 7 which, by means of rollers 8 arranged at their outer ends, cooperate with an annular control or cam track 9 surrounding them.

;,,Die Speisepumpe 2 fördert Kraftstoff durch einen Fanal 10 im Pumpenkörper zu einer Ringnut 11 am Ümfang des Verteilers 5 und weiter über ein Drossel-@rnti112 zu einem Kanal 13 im Pumpenkörper, welcher bei der Drehung des Verteilers mit einer Anzahl radialer Kanäle 14 im Verteiler in Verbindung gelangt. Die Kanäle 14 stehen mit einem axialen Kanal 15 des Verteilers in Verbindung, der mit dem einen Ende in die Bohrung 6 einmündet. An den axialen Kanal 15 ist ferner ein radialer Kanal 16 angeschlossen, der bei der Drehung des Verteilers mit einer Anzahl Öffnungen 17 im Pumpenkörper in Verbindung gelangt. Die Öffnungen 17 sind an die (nicht dargestellten) Einspritzdüsen der Motorzylinder anschließbar.; ,, The feed pump 2 conveys fuel through a fan 10 in the pump body to an annular groove 11 on the circumference of the distributor 5 and further via a throttle @ rnti112 to a channel 13 in the pump body, which when the distributor rotates with a number of radial channels 14 comes into contact in the distributor. The channels 14 are connected to an axial channel 15 of the distributor, one end of which opens into the bore 6. A radial channel 16 is also connected to the axial channel 15 and, when the distributor rotates, comes into connection with a number of openings 17 in the pump body. The openings 17 can be connected to the injection nozzles (not shown) of the engine cylinders.

Eine Pumpe dieser Ausführung arbeitet wie folgt: Der von der Speisepumpe 2 gelieferte Kraftstoff wird intermittierend über das Drosselventil 12 in den axialen Kanal 15 gefördert und bewirkt dabei eine Verschiebung der Kolben 7 der Einspritzpumpe nach außen. In bestimmten Zeitpunkten des Arbeitsspiels werden die Kolben unter Wirkung der Nockensteuerung 9 nach innen verschoben, wobei Brennstoff den Motorzylindern zugeführt wird.A pump of this embodiment works as follows: The fuel supplied by the feed pump 2 is intermittently conveyed via the throttle valve 12 into the axial channel 15 , thereby causing the pistons 7 of the injection pump to be displaced outward. At certain times of the working cycle, the pistons are displaced inwards under the action of the cam control 9, fuel being supplied to the engine cylinders.

An der oben beschriebenen Pumpe ist eine zylindrische Kammer 18 im Pumpenkörper in Nähe der Einspritzpumpe angeformt, deren Achse parallel zu einer an der ringförmigen Steuerfläche 9 anliegenden Tangente verläuft. In dieser Kammer liegt ein Kolben 19, der von einer Schraubendruckfeder 20 belastet ist, die den Kolben in Richtung auf das eine Ende der Kammer zu verschieben sucht. Die Druckfeder 20 liegt zwischen dem anderen Ende der Kammer und einem Widerlager, das von einer Scheibe 21 gebildet wird, die sich an einer Ringschulter 22 im hohlen Teil 19 a des Kolbens abstützt, in den die Feder hineingreift. In dem anderen Ende des Kolbens befindet sich eine gestufte, axiale Zylinderbohrung 23, deren im Durchmesser verjüngter Teil mit dem Raum am Ende der Kammer verbunden ist, in den der Kolben durch die Feder 20 hineingeschoben wird. In der Bohrung liegt ein Ventilverschlußglied, welches aus einem gestuften zylindrischen Kolben 24 besteht. Das im Durchmesser verjüngte Ende des Kolbens ist konisch ausgebildet und kann sich gegen eine entsprechende Schulter anlegen, die zwischen dem schmäleren und breiteren Teil der Bohrung liegt, so daß der Flüssigkeitsdurchfluß zwischen der Bohrung und dem benachbarten Ende der Kammer verhindert wird. Der Ringraum 25, der den verjüngten Teil des Ventilgliedes umgibt, ist mit der Auslaßseite der Speisepumpe 2 über Kanäle 25 a bzw. 25 b im Kolben bzw. in der Wandung der Kammer verbunden, so daß der Druck des Kraftstoffes in dem Ringraum auf die Ringschulter zwischen den beiden Teilen des Ventilgliedes 24 in Öffnungsrichtung des Ventils wirkt.On the above-described pump, a cylindrical chamber 18 is integrally formed in the pump body in the vicinity of the injection pump, the axis of which runs parallel to a tangent adjacent to the annular control surface 9. In this chamber there is a piston 19 which is loaded by a helical compression spring 20 which seeks to move the piston in the direction of one end of the chamber. The compression spring 20 lies between the other end of the chamber and an abutment which is formed by a disc 21 which is supported on an annular shoulder 22 in the hollow part 19 a of the piston into which the spring engages. In the other end of the piston there is a stepped, axial cylinder bore 23, the part of which is tapered in diameter is connected to the space at the end of the chamber into which the piston is pushed by the spring 20. A valve closure member, which consists of a stepped cylindrical piston 24, is located in the bore. The diameter of the tapered end of the piston is conical and can rest against a corresponding shoulder which lies between the narrower and wider part of the bore so that the flow of fluid between the bore and the adjacent end of the chamber is prevented. The annular space 25, which surrounds the tapered part of the valve member, is connected to the outlet side of the feed pump 2 via channels 25 a and 25 b in the piston or in the wall of the chamber, so that the pressure of the fuel in the annular space on the annular shoulder acts between the two parts of the valve member 24 in the opening direction of the valve.

Am Umfang des Steuerringes befindet sich ein radialer Arm 26, der seitlich durch einen Spalt in der Kolbenwandung in einen Raum zwischen dem Widerlager 21 und einer Druckplatte 27 am breiteren Ende des Ventilgliedes 24 hineinragt, welches seinerseits in den hohlen Teil des Kolbens eingreift. Die Bewegungsfreiheit des radialen Arms 26 zwischen dem Widerlager 21 und der Druckplatte 27 bei geschlossenem Ventil 24 reicht aus, um ein Öffnen des Ventils zu gestatten. Sie ist jedoch so gering, daß sie eine Winkelverstellung des Steuerringes, hervorgerufen durch Öffnen des Ventilgliedes, in vernachlässigbar kleinen Grenzen hält.On the circumference of the control ring there is a radial arm 26 which laterally through a gap in the piston wall into a space between the abutment 21 and a pressure plate 27 protrudes at the wider end of the valve member 24, which in turn engages in the hollow part of the piston. The freedom of movement of the radial arm 26 between the abutment 21 and the pressure plate 27 when closed Valve 24 is sufficient to allow the valve to open. However, it is like that small that they an angular adjustment of the control ring, caused by opening of the valve member, holds within negligibly small limits.

Im Betrieb üben die Kolben 7 während der Einspritzhübe ein Drehmoment auf den Steuerring aus. Dieses Drehmoment bewirkt, daß der radiale Arm 26 das Ventilglied 24 in Schließstellung bewegt, wodurch eine hydraulische Absperrung des Raumes am Kammerende erzielt wird, welche eine weitere Verstellung des Steuerringes während der Einspritzhübe verhindert. Zwischen den Einspritzhüben ist das Drehmoment auf den Steuerring vernachlässigbar klein, und das Ventilglied 24 wird durch den Druck des Kraftstoffes in dem Ringraum 25 in öffnungsstellung bewegt. Wenn die Motordrehzahl ansteigt, ist der Druck in dem Ringraum, unmittelbar bevor das Ventilglied öffnet, größer als der Druck in dem benachbarten Raum am Kammerende. Wenn das Ventil öffnet, fließt daher Kraftstoff in diesen Raum und verschiebt den Kolben 19 gegen die Wirkung der Feder 20 in axialer Richtung, wobei der Steuer= ring 9 so verdreht wird, daß er die Zeitdauer der Einspritzhübe erhöht. Wenn andererseits die Motordrehzahl abfällt, ist der Druck in dem Ringraum 25, unmittelbar bevor das Ventilglied öffnet, geringer als der Druck in dem benachbarten Ende der Kammer. Der Kolben 19 wird daher von der Feder 20 in der anderen Richtung verschoben, so daß die Zeitdauer der Einspritzhübe verringert wird. Der Kraftstoff fließt während dieser Verstellung aus dem Kammerende in den Ringraum und demgemäß durch die Kanäle 25 a und 25 b im Kolben bzw. in der Kammerwandung zu dem Auslaß der Speisepumpe.In operation, the pistons 7 exert a torque on the control ring during the injection strokes. This torque causes the radial arm 26 to move the valve member 24 into the closed position, whereby a hydraulic shut-off of the space at the end of the chamber is achieved, which prevents further adjustment of the control ring during the injection strokes. Between the injection strokes, the torque on the control ring is negligibly small, and the valve member 24 is moved into the open position by the pressure of the fuel in the annular space 25. When the engine speed increases, the pressure in the annulus immediately before the valve member opens is greater than the pressure in the adjacent space at the end of the chamber. When the valve opens, fuel therefore flows into this space and moves the piston 19 against the action of the spring 20 in the axial direction, the control ring 9 being rotated so that it increases the duration of the injection strokes. On the other hand, when the engine speed drops, the pressure in the annulus 25 just before the valve member opens is less than the pressure in the adjacent end of the chamber. The piston 19 is therefore displaced in the other direction by the spring 20, so that the duration of the injection strokes is reduced. The fuel flows during this adjustment from the chamber end into the annular space and accordingly through the channels 25 a and 25 b in the piston or in the chamber wall to the outlet of the feed pump.

Claims

Claims: 1. Device for the automatic adjustment of the Start of injection on a fuel injection pump for internal combustion engines with a machine-driven distributor, the head of which to accommodate at least one Piston has a transverse bore that is fueled by a fuel pump when rotating fuel is intermittently supplied to the distributor, causing the piston to become radial is displaced outwards, the piston with a cam ring surrounding the head cooperates, which gives the piston a radial inward movement, and at to change the start of injection one of one of the speed of the internal combustion engine dependent fluid control pressure applied, in a parallel to a tangent upright cylinder slidably arranged on the cam ring is provided through which the cam ring, which has a shoulder in a recess of the steep piston engages, is rotatable, and on one side of a spring and is acted upon by the fluid control pressure on the other side, the Steep cylinder has a control valve for controlling the steep piston, which in the connection of the fluid chamber of the steep cylinder with the control pressure line lies that it is under the effect of the Fluid control pressure opening control valve (24) is arranged so that it is of the shoulder (26) of the rotatable cam ring (9) during the injection stroke of the piston or the piston (7) is held in the closed position.

2. Device according to claim 1, characterized in that the valve body of the control valve (24) in the direction the displacement of the steep piston (19) can be lifted from its seat in the steep piston (19) is and rests with a stop (2'1) on the shoulder (26) of the cam ring (9).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the valve body of the control valve (24) a piston part with a larger diameter is arranged, which slides tightly in a bore of the steep piston (19) and on its annular surface is acted upon by the fluid control pressure.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the recess of the steep piston (19), in which the projection (26) of the cam ring (9) engages, is slightly larger than the width of the projection (26) of the cam ring (9). Documents considered: German Patent Nos. 1092 727, 1 094 047. Older patents considered; German patent number 1 155 290.