DE748658C

DE748658C - Fuel pump, especially injection pump for low-boiling fuels

Info

Publication number: DE748658C
Application number: DEP77763D
Authority: DE
Inventors: Dr Oskar Posch
Priority date: 1938-08-14
Filing date: 1938-08-14
Publication date: 1944-11-07

Description

Brennstoffpumpe, insbesondere Einspritzpumpe für leichtsiedende Brennstoffe Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffpumpe, insbesondere Einspritzpumpe für leichtsiedende Brennstoffe, mit zwei axial an-G'eordneten Kolben, welche die durch eine Saugöffnung angesaugte und zwischen ihren Stirnflächen eingeschlossene Brennstoffmenge durch gemeinsames Verschieben der Kolben einer Drucköffnung zuführen, in die der Brennstoff durch Gegeneinanderhe\#egen der Kolben unter Druck- gefördert wird. Fuel pump , in particular a spritzpu mpe for low-boiling fuels The invention relates to a fuel pump, in particular an injection pump for low-boiling fuels, with two axially arranged pistons, which displace the amount of fuel drawn in through a suction opening and trapped between their end faces by moving the pistons together feed it to a pressure opening into which the fuel is pumped under pressure by pushing the pistons against each other.

Derartige Pumpen sind an sich bekannt. Diese bekannten Pumpen `weisen jedoch den Nachteil auf, daß für die restlose Beseitigung der zwischen den Pumpenkolben eingeschlossenen Brennstoffmenge bei Beendigung des wirksamen Druckhubes nicht geniigend Sorge getragen ist. So sind beispielsweise bei einer bekannten Pumpe die Ränder der Stirnflächen der Pumpenkolben etwas abgerundet, was zur Folge hat, daß nach Unterbrechung der Verbindung zwischen der Druckleitung und dem Pumpenraum eine gewisse Brennstoffmenge zwischen den Pumpenkolben verbleibt. Diese im Pumpenraum verbleibenden Brennstoffreste neigen dazu, in dem darauffolgenden Saughub der Pumpe ztt verdampfen, sobald sich die beiden Pumpenkolben voneinander trennen und :ein Vakuum zwischen den Pumpenkolben erzeugen. Die Erfahrung hat gezeigt, daß schon sehr kleine LTnebenheiten in den Stirnflächen der Pumpenkolben genügen, um die Genauigkeit und den «'ir'kungsgrad der Brennstoffpumpe in erheblichem Maße zu beeinträchtigen. Die entstehenden Dämpfe zwischen den beiden Pumpenkolben wirken hierbei wie ein Luftkissen, welches sich im Takt der Pumpe ausdehnt und wieder verdichtet und die von den Pumpenkolben angesaugte Brennstoffmenge verringert oder den Brennstoff mit Gasblasen durchsetzt. Die Genauigkeit und Gleichmäßigkeit der Lieferung wird ferner noch durch die Temperatur beeinträchtigt, da bei Erhöhung oder Erniedrigung z. B. der Außentemperatur die Neigung des Brennstoffes zum Verdampfen und damit die Menge des entstehenden Brennstolfdampfes vergrö133ert oder verringert wird. In ähnlichem Sinne wirkt eine Erhöhung oder Erniedrigung des Brennstoffdruckes in der Saugleitung der Pumpe, da der Siedebeginn und Siedeverlauf ebenfalls von diesem Druck abhängig ist. Den gleichen Mangel weist auch eine andere bekannte Brennstoffpumpe auf, bei welcher der eine der beiden Kolben, der sog. Steuerkolben, durch eine Feder belastet wird, deren Federkraft geringer als der' durch die Düsenfeder bestimmte Einspritzdruck ist. Das Verdrängen der zwischen den Pumpenkolben eingeschlossenen Brennstoffmenge erfolgt in diesem Falle dadurch, daß der Aufwärtshub des Steuerkolbens durch einen Anschlag begrenzt wird. Der angetriebene Druckkolben nähert sich hierbei dem Steuerkolben bis auf ein geringes Spiel, welches jedoch genügt, dalä eine restliche Brennstoffni@enge im Pumpenraum verbleibt und im darauffolgenden Saughub die vorstehend erörterten Nachteile verursacht.Such pumps are known per se. These well-known pumps `wise however, the disadvantage that for the complete elimination of between the pump pistons enclosed amount of fuel not sufficient at the end of the effective pressure stroke Care is taken. Such are the edges of a known pump, for example the end faces of the pump piston slightly rounded, which has the consequence that after Interruption of the connection between the pressure line and the pump chamber a certain amount Amount of fuel remains between the pump pistons. These remaining in the pump room Fuel residues tend to evaporate in the subsequent suction stroke of the pump, as soon as the two pump pistons separate from each other and: a vacuum between generate the pump piston. Experience has shown that even very small bumps in the end faces of the pump pistons are sufficient to ensure accuracy and degree of efficiency to impair the fuel pump to a considerable extent. The resulting vapors between the two pump pistons act like an air cushion that moves expands and re-compresses in time with the pump and the one sucked in by the pump piston Reduced amount of fuel or interspersed the fuel with gas bubbles. The precision and uniformity of delivery is further affected by temperature, because when increasing or decreasing z. B. the outside temperature the propensity of the fuel for evaporation and thus the amount of fuel vapor that arises is increased or is reduced. An increase or decrease in the has a similar effect Fuel pressure in the suction line of the pump, because the boiling point and boiling process also depends on this pressure. Has the same defect also has another known fuel pump, in which one of the two pistons, the so-called control piston is loaded by a spring, the spring force of which is lower than the injection pressure determined by the nozzle spring. Replacing the between the amount of fuel enclosed in the pump piston in this case, that the upward stroke of the control piston is limited by a stop. The driven one The pressure piston approaches the control piston with the exception of a small amount of play, which however, it is sufficient that a remaining fuel level remains in the pump chamber and causes the disadvantages discussed above in the subsequent suction stroke.

Die Erfindung beseitigt diese Nachteile, indem der die 1'umlienlcolllen am 1_nde der Einspritzung gegeneinander bewegende Federdruck größer als der Einspritzdruck ist, den bei federbelasteten Düsen die Spannung der Düsenfeder bestimmt, und die Kolbenstirnflächen der beiden Kolben aufeinander aufgeschlifren sind und mit den Zylinderflächen scharfkantig abschneiden.The invention eliminates these disadvantages by the 1'umlienlcolllen Spring pressure moving against each other at the end of the injection is greater than the injection pressure is, which determines the tension of the nozzle spring in spring-loaded nozzles, and the Piston faces of the two pistons are ground on each other and with the Cut off the cylinder surfaces with sharp edges.

Erst hierdurch ist die Gewähr dafür gegeben, dai3 nach beendeter Einspritzung die Pumpenkolben auch tatsächlich dicht aufeinanderliegen und daß keinerlei Reste von, Brennstoff, Dampfblasen oder Luft zwischen den Stirnflächen der Pumpenkolben verbleiben können. Die Saughöhe der Pumpe wird dadurch wesentlich erhöht, insbesondere-dann,, wenn durch die Pumpe leicht vergasende Brennstoffe, wie beispielsweise Benzin, gefördert werden sollen. Infolge der gesteigerten Saugswirkting der Pumpe kann ferner auf die Zuhilfenalune einer zusätzlichen Zubringerpumpe verzichtet werden.Only in this way is there a guarantee that after the injection has ended the pump pistons actually lie close to one another and that no residues whatsoever of, fuel, vapor bubbles or air between the faces of the pump pistons can remain. The suction lift of the pump is thereby increased significantly, especially-then ,, when the pump delivers easily gasifying fuels such as gasoline should be. As a result of the increased suction effect of the pump can also be the auxiliary romp of an additional feeder pump can be dispensed with.

Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäß ausgebildete 1'l1111pe in einem schematischen Längsschnitt.The figure shows an embodiment for the invention formed 1'l1111pe in a schematic longitudinal section.

In einer Zylinderbüchse i sind gleichachsig z-vei einander entgegenwirkende Pumpenkolben 2 und 3 angeordnet. Der Pumpenkolben oder Druckkolben 2 erhält seinen Antrieb vormittels einer dem gewünschten Einspritzgesetz entsprechend ausgebildeten N ocl>e 4. und einer Rückholfeder 5. In der Zylinderbüchse i sind ein oder mehrere Saugkanäle 6 und ein oder mehrere Druckkanäle 7 vorgesehen. Wird der Druckkolben 2 durch die NOCke 4. nach aufwärts bewegt, so drückt er nach Überschleifen des oder der Sangkanäle 6 die im Pumpenraum 8 befindliche Treibstoffmenge gegen die Stirnfläche 9 des Pumpen- oder Steuerkolbens 3. Der Aufwärtsbewegung des Steuerkolbens ; -wirkt zu diesem Zeitpunkt der Gegendruck der sehwachen Feder io entgegen. Kurz bevor der Steuerkolben 3 während seiner Aufwärtsbewegung den oder die Druckkanäle ; freilegt, gelangt der am Steuerkolben 3 vorgesehene Bund i r mit dem Ring 12 in Berührung, der seinerseits unter der Delastung der verhältnismäßig starken Feder i -steht. Bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Druckkolbens 2 muß zunächst der Flüssigkeitsdruck des Treibstoffes so weit anstei -en, bis der Gegendruck der beiden Federn io und 13 überwunden werden kann. Die beiden Federn io und 13 stützen sich gegen das Gehäuseoberteil 1,1 ab. Nachdem der Gegendruck der Federn i o und 13 iibers-tinden ist, steigt auch der Steuerkolben ; -weiter nach oben und gibt schließlich den oder die Druckkanäle ; frei, in welche der unter dein eben erreichten Höchstdruck stehende Treilistoif strömt. Der auf den Treibstoff,'- wirkende Höchstdruck ist durch die Spannung der beiden Federn io und r; festgelegt und kann durch Auswechseln der Federn bz«-. durch Verändern deren Spannung in den weitesten Grenzen geändert «-erden. Die obere-Totpunktlage des Druckkolbens 2 ist so festgelegt, daß dessen Stirnfläche i5, eben die Höhe des Druckkanals 7 erreicht. Das Ende der Einspritzung tritt dann ein, -wetiti der Steuerkolben ,; den letzten Rest der zwischen den Stirnflächen 9 und 15 befindlichen Treib-:toffmenge in den Druckkanal ; gedrückt hat. Die beiden Stirnflächen 9 und 15 sind aufeinander aufgeschliffen. Somit ist nach ihrer Berührung die Gewähr dafür gegeben. dalli auch. die letzte Spur einer noch --orliandenen Treibstoffmenge tatsächlich in den Druckkanal ; gefördert wurde. weshalb inan diese Pumpe als frei von jedwedem schädlichen Raum ansprechen kann. Dieser Umstand hat auch zur Folge, daß Dampf- oder Luftblasen, gleichgültig -welchen Mengenanteil sie haben mögen, in die Druckleitung gepreßt -werden und nicht die darauffolgenden Ptunpvoi-; ;finge durch ihre Anwesenheit stören. Es erübri-t sich daher die Verwendung einer zusätzlichen Zuhringerpumpe sowie auch die" Anbrinl;ung einer Entlüfterschraube, ohne die bekanntlich die Entfernung von Dampf- bz«-. I-uftli1asen an bereits bekannten Pumpensystemen nicht gelingt.In a cylinder liner i are equiaxed z-four counteracting one another Pump piston 2 and 3 arranged. The pump piston or pressure piston 2 receives its Drive pre-designed according to the desired injection law N ocl> e 4. and a return spring 5. In the cylinder liner i are one or more Suction channels 6 and one or more pressure channels 7 are provided. Will the plunger 2 is moved upwards by the NOCke 4., he presses after looping the or the Sangkanäle 6 the amount of fuel in the pump chamber 8 against the face 9 of the pump or control piston 3. The upward movement of the control piston; - works at this point in time the counter pressure of the visually weak spring counteracts io. Just before the Control piston 3 during its upward movement the pressure channel or channels; exposes If the collar i r provided on the control piston 3 comes into contact with the ring 12, which in turn is under the load of the relatively strong spring i -is. During the further upward movement of the pressure piston 2, the liquid pressure must first of the fuel rise until the counter pressure of the two springs io and 13 can be overcome. The two springs io and 13 are supported against the upper part of the housing 1.1 from. After the counter-pressure of springs i, o and 13 has been overcome, it also rises the control piston; -Continue upwards and finally there is the pressure channel or channels ; free, in which the treilistoif is under the maximum pressure you have just reached flows. The maximum pressure acting on the fuel is due to the tension of the both springs io and r; fixed and can by exchanging the springs bz «-. by Change their tension within the broadest limits. The top dead center position of the pressure piston 2 is set so that its end face i5, just the height of the Pressure channel 7 reached. The end of the injection then occurs, -wetiti the control piston ,; the last remainder of the fuel quantity located between the end faces 9 and 15 in the pressure channel; has pressed. The two end faces 9 and 15 are on top of one another sanded up. Thus, after touching them, the guarantee is given. dalli too. the last trace of a still -orliandenen amount of fuel actually in the pressure channel ; was promoted. which is why inan this pump as free from any harmful space can address. This fact also has the consequence that vapor or air bubbles, Regardless of what proportion they may have, pressed into the pressure line -be and not the subsequent Ptunpvoi-; ; began to be bothered by their presence. The use of an additional Zuhringer pump is therefore unnecessary the "attachment of a vent screw, without which, as is well known, the removal of Steam bz «-. I-uftli1asen on already known pump systems does not succeed.

Blei der auf die Fördertiiig folgenden Ab-# -tsbewegung des Druckkolbens 2 fol-t auc)i w äj c der Steuerkolben 3 diesem in seiner 13c«-c#-gung nach abwärts unter dem Einlltil', der Federn 10 und 1 3 so lange. bis der am Steuerkolben 3 vorgesehene Bund i i auf einen in der Höhe verstellbaren, an sich aber fixierten Ring 16 zu liegen kommt. Bei der weiteren Abcvärtsbewegttng des Druckkolbens 2 kann der Steuerkolben 3 dieser Bewegung nicht mehr folgen, die Stirnflächen @@ und 15 trennen sich voneinander und bilden zwischen sich ein absolutes Vakuum; das auch nicht durch das Vorhandensein von Dämpfen gestört wird, da vorher jede Spur von Treibstofi resten entfernt wurde. Wird im Laufe der weiteren Abwärtsbewegung der Saugkanal 6 durch den Druckkolben 2 freigelegt, so strömt neuer Treibstoff unter dem Einfluß des vollen Luftdruckes in den Pumpenraum B. Die Größe des Pumpenraumes 8 und damit auch die Menge des nachströmenden Treibstoffes wird durch die Höhenlage, in welcher der Steuerkolben 3 durch den Ring 16 in seiner Abwärtsbewegung gestoppt wird, bestimmt. Durch eine Veränderung dieser Höhenlage in an sich bekannter Art (Schraubengewinde, Keil u. dgl.) kann somit die Menge des geförderten Treibstoffes in einfacher und zuverlässiger Weise geregelt werden. Durch den Umstand, daß das den Druckkanal 7 steuernde Organ, nämlich der Steuerkolben 3, den Charakter eines Schiebeventils trägt, ist ihm die Möglichkeit genommen, an schädlichen Resonanzschwingungen der Druckleitung teilzunehmen. Dieser Umstand ist besonders bei höchsten Drehzahlen (5ooo bis ioooo Einspritztangen je Minute) von ausschlaggebender Bedeutung. Außerdem eignet sich der vorliegende Erfindungsgegensta11,1 durch diese Anordnung besonders für den Betrieb von offenen Diisen.Lead of the Fördertiiig following paragraphs # -tsbewegung of the plunger 2 fol-t AUC) i w EJ c of the control piston 3 in this his 13c "-c # -gung downward under the Einlltil ', the springs 10 and 1 3 as long as . until the collar ii provided on the control piston 3 comes to rest on a height-adjustable but actually fixed ring 16. When the pressure piston 2 moves further down, the control piston 3 can no longer follow this movement, the end faces @@ and 15 separate from one another and form an absolute vacuum between them; which is not disturbed by the presence of vapors, since every trace of fuel residues was removed beforehand. If the suction channel 6 is exposed by the pressure piston 2 in the course of the further downward movement, new fuel flows under the influence of the full air pressure into the pump chamber B. the control piston 3 is stopped by the ring 16 in its downward movement, determined. By changing this altitude in a manner known per se (screw thread, wedge, etc.), the amount of fuel conveyed can thus be regulated in a simple and reliable manner. Due to the fact that the organ controlling the pressure channel 7, namely the control piston 3, has the character of a slide valve, it is deprived of the possibility of participating in harmful resonance vibrations of the pressure line. This fact is particularly important at the highest speeds (5,000 to 1,000 injection rods per minute). In addition, this arrangement makes the present subject matter of the invention particularly suitable for operating open nozzles.

Die an sich bekannte stufenförmige Steigerung der Federhelastung des Steuerkolbens 3 durch Hinzuschalten einer weiteren: Feder 13 kurz vor dem Freilegen des Druckkanals 7 hat ferner den Vorteil, daß .erstens nie der volle Federdruck, der zur Erzielung des Höchstdruckes nötig ist, auf dem der Regulierung dienenden Ring 16 ruht, wodurch der Regelvorgang schwergängig verlaufen würde, und daß des weiteren auch der Leckverlust zwischen Pumpenstempeln und Zylinderbüchse auf ein Mindestmaß herabgedrückt wird, weil über den grüßten Teil des Pumpenhubesein der schwachen Feder i o entsprechender niedriger Flüssigkeitsdruck im Treibstoff herrscht. Erst im letzten Augenblick steigt der Flüssigkeitsdruck auf seinen Höchstwert. Zu diesem Zeitpunkt überdeckt der Druckkolben 2 den Saugkanal 6 so stark, daß sich die schädliche Wirkung des Leckverlustes nicht in dem bei anderen Pumpenarten bekannten Ausmaße .entfalten kann.The well-known step-like increase in the spring load of the Control piston 3 by adding another: Spring 13 shortly before exposure of the pressure channel 7 also has the advantage that, first of all, never the full spring pressure, which is necessary to achieve the maximum pressure at which the regulation is used Ring 16 rests, whereby the control process would run stiff, and that des also the leakage loss between the pump plunger and cylinder liner Minimum level is pushed down, because over the largest part of the pump stroke in the weak spring i o correspondingly low liquid pressure prevails in the fuel. Only at the last moment does the fluid pressure rise to its maximum value. to At this time, the pressure piston 2 covers the suction channel 6 so much that the detrimental effect of leakage loss is not similar to that known from other types of pumps Dimensions. Can develop.

Claims

PATIENT CLAIM i. Fuel pump, in particular injection pump for low-boiling fuels, with two axially arranged pistons, which feed the amount of fuel sucked in through a suction opening and enclosed between their end faces by moving the pistons together to a pressure opening into which the fuel is conveyed under pressure by moving the pistons against each other, characterized that the spring pressure which moves the pump pistons against one another at the end of the injection is greater than the injection pressure, which determines the tension of the nozzle spring in the case of spring-loaded nozzles, and the piston faces (9 and 15) of the two pistons are ground on each other and with the Z` Cut off the milder surfaces scliai-fitaiatig. z. Fuel pump according to claim i, characterized in that the control piston (3) exposing the pressure opening is loaded in a manner known per se by two springs of different tension, of which the weaker spring (io) generally acts on the control piston during the entire delivery stroke the stronger in combination with the weaker spring (13) which determines the injection pressure only takes effect shortly before the pressure opening (,;) is exposed and until the end faces (15, 9) of both pump pistons (pressure piston 2 and control piston 3) lie on top of each other remains effective at the end of the injection. 3. Fuel pump according to claim i and 2, characterized by such a control of the pump piston that in the suction stroke of the control piston (3) is stopped by a preferably adjustable stop (16); before its end face (9) reaches the upper edge of the suction opening (6), and that the end face (15) of the pressure piston (2) at the end of the suction stroke intersects approximately with the lower edge of the suction opening (6), while in the pressure stroke it only cuts the lower edge, however, the upper edge of the pressure opening (7) is not overridden. To distinguish the subject matter of the application from the state of the art, the following publications were taken into account in the granting procedure: German patents .... Nos. 186 935, 586 549; British patent specification ...... - 370 53-l; U.S. Patents ....... - 9.57454 1 940510.