AT377581B

AT377581B - Einrichtung zum verstellen des einspritzbeginns einer einspritzvorrichtung fuer dieselmotoren

Info

Publication number: AT377581B
Application number: AT0186681A
Authority: AT
Original assignee: Friedmann & Maier Ag
Priority date: 1981-04-24
Filing date: 1981-04-24
Publication date: 1985-04-10
Also published as: ATA186681A

Description


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   Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verstellen des Einspritzbeginns einer
Einspritzvorrichtung für Dieselmotoren, bei welcher die vorzugsweise als Pumpe-Düse-Baueinheit ausgebildete Einspritzvorrichtung über einen Kipphebel, dessen Schwenkachse durch Verdrehen eines Exzenters mittels eines Stellmotors verlagerbar ist, von einer Nockenwelle angetrieben wird, wobei der Solldrehwinkel des Exzenters in Abhängigkeit von wenigstens einer Betriebsgrösse des
Dieselmotors, wie   z.

   B.   der Drehzahl, durch eine eine Auswerteschaltung aufweisende Schaltungs- anordnung bestimmt wird, der Exzenter mit einer Vorrichtung zum Erkennen der unverdrehten
Ausgangslage des Exzenters und/oder zur Istwerterfassung der Verdrehung des Exzenters verbunden ist und weiters eine Auswerteschaltung für die zur Ermittlung der erforderlichen Spritzverstellung gemessenen Betriebsgrössen, ein mit der Auswerteschaltung verbundener Kennlinienrechner für die
Ermittlung des den jeweiligen Betriebsgrössen entsprechenden Verdrehwinkels des Spritzverstellers sowie ein mit dem Kennlinienrechner verbundende Schaltverstärker zum Antrieb des Stellmotors auf die ermittelte Drehwinkellage des Spritzverstellers vorgesehen ist. 



   Eine derartige Ausbildung eines Spritzverstellers ist beispielsweise aus der AT-PS Nr. 361255 bekanntgeworden. Für die Verstellung des Exzenters sind vergleichsweise hohe Verstellkräfte erfor- derlich, wobei ein Moment in der Grössenordnung von etwa 100 Nm etwa 2 s lang aufrechterhalten werden muss, und es wurde daher bisher die Verstellung des Exzenters durch ein hydraulisches
Stellglied vorgenommen. Derartige hydraulische Stellglieder bringen zwar die erforderlichen Ver- stellkräfte ohne weiteres auf, erfordern aber die Abtastung von Betriebsgrössen des Dieselmotors auf mechanischem Weg, um den korrekten Verstellwinkel des Exzenters einstellen zu können. 



   Bei Dieselmotoren wird in immer grösserem Umfang digitale Motorelektronik eingesetzt, wobei die elektronisch erfassten Motorbetriebsdaten, wie Last, Drehzahl und Temperatur, unter Zuhilfenahme von Mikrocomputern in die entsprechenden Steuergrössen umgesetzt werden. Die von einem Mikrocomputer in Form von elektrischen Signalen zur Verfügung gestellten Steuergrössen lassen sich nun mit einem hydraulischen Stellglied nicht ohne weiteres in Stellgrössen für den Drehwinkel umsetzen. In der EP-OS 18351 wird die Verwendung eines Schrittmotors für die gewünschte Verstellung vorgeschlagen. Schrittmotoren haben den Vorteil, eine definierte Ausgangslage anzunehmen. 



  Bei vernünftigem baulichen Aufwand sind die von Schrittmotoren abgeleiteten Stellkräfte jedoch für den erfindungsgemässen Zweck zu schwach. 



   Die Erfindung zielt daher darauf ab, eine Einrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die Ausgangssignale einer digitalen Motorelektronik unmittelbar als Stellgrössen für einen hinreichend starken und kostengünstigen Antrieb für die Spritzzeitpunktverstellung verwendbar werden.

   Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine erfindungsgemässe Einrichtung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass der Stellmotor für den Exzenter von einem über ein Untersetzungsgetriebe mit dem Exzenter verbundenen Gleichstromstellmotor gebildet ist, dass die Schaltungsanordnung für die Steuerung des Gleichstromstellmotors in an sich bekannter Weise eine Zählschaltung für die Anzahl der Rotorumdrehungen des Gleichstromstellmotors, vorzugsweise einen Speicher, insbesondere einen nichtflüchtigen Speicher, enthält, und dass die Vorrichtung zum Erkennen der unverdrehten Ausgangslage des Exzenters einen Sensor umfasst, welcher mit einer drehfest mit der Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes des Gleichstellmotors verbundenen Markierung zusammenwirkt. 



   Mit Rücksicht auf die erforderlichen hohen Stellkräfte lässt sich die Erfindung nicht ohne weiteres mit einem Schrittmotor realisieren. Um im Rahmen eines vernünftigen konstruktiven und räumlichen Aufwandes zu bleiben, wird erfindungsgemäss ein Gleichstromstellmotor vorgesehen, welcher bei kleinen Baumassen die erforderlichen Stellkräfte über ein Getriebe aufbringen kann. 



  Nachteilig bei einem Gleichstromstellmotor im Vergleich zu einem Schrittmotor ist die Tatsache, dass der Gleichstromstellmotor keine definierte Ausgangsstellung und auch keine unmittelbar ansteuerbare Verdrehung des Rotors aufweist. Diese Nachteile werden dadurch vermieden, dass die Schaltungsanordnung für die Steuerung des Elektromotors eine Zählschaltung für die Anzahl der Rotorumdrehungen enthält und mit einer Vorrichtung für die Erkennung der unverdrehten Ausgangslage des Exzenters verbunden ist. Auf diese Weise ist eine vollständige Definition der gewünschten Drehlage des Elektromotors möglich und es lassen sich mit baulich kleinen Gleichstromstellmotoren geringe Regelungstotzeiten realisieren.

   Der Gleichstromstellmotor kann hiebei mit einer Leistung 

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 von etwa 100 W und einer Nenndrehzahl von 1800 min ausgebildet sein, wobei in Verbindung mit dem Getriebe, welches beispielsweise eine Untersetzung von 1 : 240 aufweisen kann, die erfor- derliche Stellkraft bei vertretbaren Regelungstotzeiten realisiert werden kann. Diese Steuerungs- elektronik des Gleichstromstellmotors kann nun in einfacher Weise mit der digitalen Motorelektronik kombiniert werden, wobei für den Antrieb des Elektromotors lediglich noch zusätzlich ein Schaltver- stärker erforderlich ist. Mit dem in der Einrichtung enthaltenen Speicher lässt sich die zuletzt eingenommene Drehlage des Motors bzw. des Exzenters vor einer Motorabstellung speichern, so dass die gewünschte Drehlage des Exzenters nach der Wiederinbetriebnahme des Motors rasch einge- stellt werden kann. 



   Gemäss einer bevorzugten Weiterbildung umfasst die Zählschaltung für die Rotorumdrehungen einen mit wenigstens einer drehfest mit der Motorwelle verbundenen Markierung zusammenwirkenden
Sensor. 



   Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispieles erläutert. 



   Mit --1-- ist eine Pumpe-Düse-Baueinheit bezeichnet, welche von einer Nockenwelle --2-- über einen Nocken --3-- und einen Kipphebel --4-- mit einer Abtastrolle --5-- angetrieben wird. 



   Die Schwenkachse des Kipphebels --4-- ist an einem Exzenter --6-- gelagert, welcher durch die
Abtriebswelle eines Getriebes --7-- verstellt wird. Mit der Abtriebswelle des   Getriebes --7--   ist drehfest eine Markierung --8-- verbunden, welche mit einem induktiven oder kapazitiven   Näherungsschalter --9-- zusammenwirkt.   Die Markierung --8-- und der   Näherungsschalter --9-- bilden   die Nullpunkterkennung für die unverdrehte Ausgangslage des Exzenters. Das Getriebe --7-- ist mit einem Gleichstromstellmotor --10-- verbunden, welcher bei einer Leistungsaufnahme von 100 W eine Nenndrehzahl von 1800    min - 1 aufweist.   



   Mit dem Rotor des Gleichstromstellmotors --10-- oder mit der Abtriebswelle ist wieder eine
Markierung --11-- verbunden, welche mit einem induktiven oder kapazitiven Näherungsschal- ter --12-- zusammenwirkt. Mit der Markierung --11-- und dem   Näherungsschalter --12-- lassen   sich Impulse für die Zählung der Anker- bzw. Rotorumdrehungen gewinnen.

   Die Signale der Senso- ren bzw.   Näherungsschalter --9   und   12-werden   über Leitungen --13 und 14-- einer Schaltungs-   anordnung --15-- zugeführt,   welche neben einem Kennlinienrechner --16--, einem Impulszähler --17-- und einer   Schaltungsanordnung --18-- für   die Auswertung der Betriebszustände des Motors einen Istwertgeber --19-- und einen   Schaltverstärker --20-- für   den Gleichstromstell-   motor --10-- enthält.   Der   Schaltverstärker --20-- ist   über Leitungen --21-- mit dem Gleichstromstellmotor --10-- verbunden.

   Der   Impulszähler --17-- ist   ein Vorwärts-/Rückwärtszähler, dessen Betriebsart in Abhängigkeit von der Funktion des   Schaltverstärkers --20-- (Rechts- oder   Linkslauf des Gleichstromstellmotors --10--) eingestellt wird. Der Schaltungsanordnung --15-- und im besonderen der Auswerteschaltung für die Erfassung der jeweiligen Betriebszustände werden über Datenleitungen --22 und 23-- Werte der jeweiligen Drehzahl bzw. der Motorleistung, welche beispielsweise aus dem Ladedruck unter Berücksichtigung der Motortemperatur und der Lufttemperatur ermittelt wurden, zur Verfügung gestellt.

   Die Signale der   Datenleitungen --22, 23-- können   beispielsweise von weiteren Komponenten der digitalen Motorelektronik, wie beispielsweise einem Rechner für die Ermittlung der erforderlichen Einspritzmenge, zur Verfügung gestellt werden. 

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Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Einrichtung zum Verstellen des Einspritzbeginns einer Einspritzvorrichtung für Dieselmotoren, bei welcher die vorzugsweise als Pumpe-Düse-Baueinheit ausgebildete Einspritzvorrichtung über einen Kipphebel, dessen Schwenkachse durch Verdrehen eines Exzenters mittels eines Stellmotors verlagerbar ist, von einer Nockenwelle angetrieben wird, wobei der Solldrehwinkel des Exzenters in Abhängigkeit von wenigstens einer Betriebsgrösse des Dieselmotors, wie z.

B. der Drehzahl, durch eine eine Auswerteschaltung aufweisende Schaltungsanordnung bestimmt wird, der Exzenter mit einer Vorrichtung zum Erkennen der unverdrehten Ausgangslage des Exzenters und/oder zur Istwerterfassung der Verdrehung des Exzenters verbunden ist und weiters eine Auswerteschal- <Desc/Clms Page number 3> tung für die zur Ermittlung der erforderlichen Spritzverstellung gemessenen Betriebsgrössen, ein mit der Auswerteschaltung verbundener Kennlinienrechner für die Ermittlung des den jeweiligen Betriebsgrössen entsprechenden Verdrehwinkels des Spritzverstellers sowie ein mit dem Kennlinienrechner verbundener Schaltverstärker zum Antrieb des Stellmotors auf die ermittelte Drehwinkellage des Spritzverstellers vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellmotor für den Exzenter von einem über ein Untersetzungsgetriebe mit dem Exzenter (6)

verbundenen Gleichstromstellmotor (10) gebildet ist, dass die Schaltungsanordnung für die Steuerung des Gleichstromstellmotors (10) in an sich bekannter Weise eine Zählschaltung (17) für die Anzahl der Rotorumdrehungen des Gleichstromstellmotors (10), vorzugsweise einen Speicher, insbesondere einen nichtflüchtigen Speicher, enthält, und dass die Vorrichtung zum Erkennen der unverdrehten Ausgangslage des Exzenters (6) einen Sensor (9) umfasst, welcher mit einer drehfest mit der Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes (7) des Gleichstromstellmotors (10) verbundenen Markierung (8) zusammenwirkt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählschaltung für die Rotorumdrehungen einen mit wenigstens einer drehfest mit der Welle des Gleichstromstellmotors (10) verbundenen Markierung (11) zusammenwirkender Sensor (12) umfasst.