DE10154764A1 - Servogesteuerte Zeitpunktverstellung für Pumpen- oder Einspritzeinheit - Google Patents

Servogesteuerte Zeitpunktverstellung für Pumpen- oder Einspritzeinheit

Info

Publication number
DE10154764A1
DE10154764A1 DE10154764A DE10154764A DE10154764A1 DE 10154764 A1 DE10154764 A1 DE 10154764A1 DE 10154764 A DE10154764 A DE 10154764A DE 10154764 A DE10154764 A DE 10154764A DE 10154764 A1 DE10154764 A1 DE 10154764A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston
servo
hydraulic
chamber
actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10154764A
Other languages
English (en)
Inventor
Mark Duquette
Kenneth Klopfer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stanadyne LLC
Original Assignee
Stanadyne LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stanadyne LLC filed Critical Stanadyne LLC
Publication of DE10154764A1 publication Critical patent/DE10154764A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/30Varying fuel delivery in quantity or timing with variable-length-stroke pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/102Mechanical drive, e.g. tappets or cams
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/30Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped
    • F02M2200/304Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped using hydraulic means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

Ein hydraulisch betätigter Servokolben (62) und ein hydraulischer Verstellkolben (44) sind in den Nockenstößel (40) einer Pumpeneinheit (10) oder einer Einspritzdüse integriert, um eine variable Verstellung einer durch die Pumpe oder die Einspritzdüse erzeugten Einspritzung bereitzustellen. Der Servokolben (62) ist im Verstellkolben (44) verschachtelt, wobei Strömungskanäle (85, 88, 90) im Verstellkolben (44) durch Bewegung des Servokolbens (62) gezielt geöffnet oder geschlossen werden. Dem Verstellkolben (44) steht der volle Druck einer Hydraulikpumpe (58) zum Antrieb der Verstellfunktion zur Verfügung, während zur Steuerung der Bewegung des Servokolbens (62) stufenweise verminderte Hydraulikdruckniveaus von der gleichen Hydraulikpumpe (58) angelegt werden. Eine Dämpfungsdrossel (78) begrenzt die Hydraulikflüssigkeitsströmung zu und von dem Servokolben (62).

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 9. November 2000 eingereichten US Provisional Application Nr. 60/247,825.
Allgemeiner Stand der Technik 1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft die Zeitpunktverstellung für Kraftstoffeinspritzanlagen jener Art, die in der Regel bei Kraftfahrzeugmotoren verwendet wird. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung eine Verbesserung der Technik der hy­ draulisch betätigten Zeitpunktverstellung, die in der am 14. August 2000 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 09/638,758 mit dem Titel "Timing Advance Piston for Unit Pump or Unit Injector and Method Therefor" beschrieben wird, auf deren Of­ fenbarung hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Die Kraftfahrzeugindustrie steht unter ständigem Druck, unge­ wünschte Emissionen von Verbrennungsmotoren, die fast alle derzeit weltweit verwendeten Fahrzeuge antreiben, zu reduzie­ ren. Obgleich Motoren bei stabilem Betrieb (zum Beispiel beim Fahren mit konstanter Geschwindigkeit) nur geringe Emissionen aufweisen, sind Emissionen bei Motorübergängen (wie zum Bei­ spiel Start, Beschleunigung und Bremsen) immer noch relativ hoch. Es ist wohlbekannt, daß die Motorleistung bei solchen Übergängen durch Einstellen des sogenannten "Einspritzzeit­ punkts" der Kraftstoffeinspritzung bezüglich der Lage des Mo­ torkolbens in seinem Motorzylinder verbessert wird.
Kurze Darstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfah­ ren, durch das ein hydraulisch betätigter Verstellkolben in einer Pumpen- oder Einspritzeinheit durch eine Servovorrich­ tung weiter geregelt wird. Eine Servovorrichtung ist mit ei­ nem Verstellkolben in der Pumpen- oder Einspritzeinheit inte­ griert. Insbesondere sind ein Verstellkolben und ein Servo­ kolben im Nockenstößel einer Pumpen- oder Einspritzeinheit verschachtelt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird zwischen dem Verstellkolben und dem Nockenstößelkörper eine erste Hy­ draulikkammer (im folgenden Verstellkammer) definiert. Zwi­ schen dem Servokolben und dem Verstellkolben wird eine zweite Hydraulikkammer (im folgenden Servokammer) definiert. Ein re­ lativ hoher, im wesentlichen konstanter Hydraulikdruck steht der Verstellkammer durch Öffnungen und Kanäle, die von der Position des Servokolbens im Verstellkolben abhängen, ständig zur Verfügung. Die Schmierpumpe eines Verbrennungsmotors kann zum Beispiel diesen konstanten Hydraulikdruck erzeugen. Die Position des Servokolbens im Verstellkolben hängt von einem an die Servokammer angelegten geregelten Hydraulikdruck ab. Die Bewegung des Verstellkolbens bezüglich des Nockenstößels wird durch Öffnen und Schließen der hydraulischen Steueröff­ nungen eingestellt, zum Beispiel Bewegen des Servokolbens be­ züglich des Verstellkolbens, um an die Verstellkammer einen Hydraulikdruck anzulegen oder Hydraulikflüssigkeit daraus ab­ zulassen.
Vorzugsweise wird der an den Servokolben angelegte Hydraulik­ druck von der gleichen Hydraulikquelle abgeleitet wie der konstante Hydraulikdruck. Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung wird der zum Beispiel durch eine Motorschmierpumpe erzeugte volle Hydraulikdruck an den Verstellkolben angelegt, während reduzierte Druckniveaus von der gleichen Quelle zur Steuerung des Anlegens des vollen Hydraulikdrucks an den Ver­ stellkolben verwendet werden. Der volle Hydraulikdruck wird vorzugsweise in einzelnen Inkrementen geregelt und an die Servokammer angelegt, um die Position des Servokolbens im Verstellkolben zu ändern. Wenn beispielsweise der dem Ver­ stellkolben zur Verfügung stehende volle Hydraulikdruck 40 psi beträgt, kann der an die Servokammer angelegte geregelte Druck ein beliebiger Satz von einzelnen Drücken zwischen 0 und 40 psi sein. Es wird hier eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf vier einzelne Druckniveaus zwischen 0 und 40 psi, zum Beispiel 5, 15, 25 und 35 psi, be­ schrieben. Die Erfindung ist aber keineswegs auf irgendeine bestimmte Anzahl oder bestimmte Werte von einzelnen Druckni­ veaus beschränkt.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Strömungseinlaßöffnung zur Servokammer als Dämpfungsdrossel oder Strömungsbegrenzungsöffnung konfiguriert. Diese Dämp­ fungsdrossel begrenzt die Schnelligkeit, mit der sich der Servokolben bewegen kann, indem sie die Fluidströmung in die Servokammer und daraus heraus begrenzt. Der Servokolben kann in der rauhen Umgebung eines nockenbetätigten Stößels die un­ erwünschte Neigung haben, sich als Reaktion auf durch den Nocken auf den Nockenstößel auferlegte Beschleunigungen be­ züglich des Verstellkolbens zu bewegen, anstatt als Reaktion auf das absichtliche Anlegen von Steuerdruck. Eine Dämpfungs­ drossel am Einlaß der Servokammer verlangsamt die Bewegung des Servokolbens bezüglich des Verstellkolbens, so daß eine solche Relativbewegung über mehrere Nockendrehungen erfolgt.
Eine oder mehrere Federn sind dazu angeordnet, eine bekannte Kraft gegen den Servokolben entgegen der Richtung der Hydrau­ likbetätigung auszuüben. Die Feder stellt ein zuverlässiges Mittel zur Ausübung einer bekannten Kraft auf den Servokolben dar, der von dem an die Servokammer gelieferten geregelten Druck entgegengewirkt wird. Ein Differential zwischen der Servofederkraft und dem Druck in der Servokammer bestimmt die Position des Servokolbens in der Verstellkolbenbohrung. Durch Anschluß der Verstellkammer an Hydraulikdruck (Frühverstel­ lung) oder als Alternative an eine Ablaßleitung (Spätverstel­ lung) bestimmt die Position des Servokolbens das Volumen der Verstellkammer und letztendlich die Position des Verstellkol­ bens bezüglich des Nockenstößels.
Die Einzelregelung des Hydraulikdrucks an den Servokolben wird durch Verwendung von solchen Konfigurationen der hydrau­ lischen Steueröffnungen und -kanäle, die sich als Reaktion auf Verschiebung des Verstellkolbens bezüglich des Stößelkör­ pers und/oder des Servokolbens genau öffnen und schließen, vorzugsweise in getrennte und vorhersagbare Verstellkolbenpo­ sitionen umgesetzt. Durch Verwendung von Öffnungen mit Rän­ dern, die als Ventile dienen, wird eine genauere Steuerung mehrerer einzelner Verstellpositionen erreicht, als durch al­ leiniges Verlassen auf Hydraulikdruckregelung von zum Bei­ spiel einem Proportional-Magnetventil erhalten wird.
Die auf den Verstellkolben wirkende Nettokraft ist proportio­ nal zur Differenz zwischen dem Druck in der Verstellkammer und dem Druck in der Servokammer (der proportional zu der durch die Servofeder auf den Servokolben ausgeübten Kraft ist). Mit sich verminderndem oder vergrößerndem Volumen der Verstellkammer wird der Verstellkolben auf den Pumpenstempel zu oder von diesem weg verschoben, wodurch die Rückkehr- oder Ruheposition des Stempels und somit der Zeitpunkt einer Ein­ spritzung beeinflußt wird.
Die Integration des Verstellkolbens, des Servokolbens, der Servofeder und der zugehörigen Öffnungen und Kanäle in den Stößelkörper zur Bildung einer kompakten Nockenstößelanord­ nung stellt einen weiteren Aspekt der Erfindung dar. Diese Integration wird durch Einbau eines Verstellkolbenaufsatzes, der an einer in der Nähe des oberen Endes des Verstellkolbens gebildeten Schulter ruht, erleichtert. Das Servofederlager ist als allgemein zylindrischer Körper, der koaxial in dem Aufsatz und dem Servokolben aufgenommen wird, ausgebildet. Der Aufsatz und der Verstellkolben sind so geformt, daß sie einen quer ausgerichteten Haltestift, der im Stößelkörper verankert ist und das Servofederlager eng durchdringt, groß­ zügig aufnehmen. Dadurch ist das Federlager bezüglich des Stößelkörpers festgelegt, aber der Verstellkolben und der zu­ gehörige Aufsatz können sich bezüglich des Stößelkörpers und des Stifts bewegen. Die Integration wird weiter durch die zy­ lindrische Wand des Stößelkörpers durchdringende hydraulische Steueröffnungen und -kanäle implementiert, die gezielt auf Öffnungen und Kanäle durch die zylindrische Wand des Ver­ stellkolbens ausgerichtet werden können, welche wiederum ge­ zielt auf ringförmige Fluidtransferkanäle an der Außenfläche des Servokolbens ausgerichtet werden können.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Be­ reitstellung eines neuen und verbesserten servogesteuerten Verstellkolbens für eine Pumpen- oder Einspritzeinheit, die ein höheres Maß an Kontrolle über den Zeitpunkt einer Ein­ spritzung gewährleistet.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines neuen und verbesserten servogesteuerten Verstellkolbens für eine Pumpen- oder Einspritzeinheit, der die Leistung eines mit dem servogesteuerten Verstellkolben für eine Pumpen- oder Einspritzeinheit ausgestatteten Ver­ brennungsmotors verbessert.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines neuen und verbesserten servogesteu­ erten Verstellkolbens für eine Pumpen- oder Einspritzeinheit, der unerwünschte Abgasemissionen von einem mit dem servoge­ steuerten Verstellkolben für eine Pumpen- oder Einspritzein­ heit ausgestatteten Verbrennungsmotor vermindert.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines neuen und verbesserten servoge­ steuerten Verstellkolbens für eine Pumpen- oder Einspritzein­ heit, der die Steuerung der Einspritzdauer mit der Steuerung des Einspritzzeitpunkts integriert.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfin­ dung werden für Fachleute bei Lesen der Beschreibung der be­ vorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leicht ersichtlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Unten wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben; es zeigen:
Fig. 1A und 1B Schnittansichten von vorne bzw. von der Seite einer Pumpeneinheit für eine Kraftstoff-Einspritzdüse, im wesentlichen wie bei einer Ausführungsform der schwebenden US-Patentanmeldung Nr. 09/638,758 beschrieben, in der der Verstellkolben im Nockenstößel hydraulisch gesteuert wird, jedoch ohne die Verbesserung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Steuersystems, das zum Beispiel als eine Verbesserung der mit Fig. 1 verbundenen Verstelltechnik implementiert werden kann;
Fig. 3A-3D die bevorzugte Ausführungsform der Stößel­ anordnung, die einen verschachtelten Verstellkolben und Ser­ vokolben mit unabhängiger Hydraulikversorgung enthalten, (wobei die Hydraulikleitungen der Deutlichkeit halber in ei­ ner einzigen Ebene gezeigt werden);
Fig. 4 die Stößelanordnung mit integraler Zeitpunktverstel­ lung gemäß der in den Fig. 3A-3D gezeigten Ausführungs­ form in vier Winkelausrichtungen bezüglich einer Endansicht, wobei drei der Ansichten teilweise als Schnitt dargestellt sind;
Fig. 5A-5F sechs Ansichten des Nockenstößels und eine Detailansicht (Fig. 5F) des oberen Endes des Stößels gemäß der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform;
Fig. 6A den Verstellkolben gemäß der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform in drei Winkelausrichtungen bezüglich einer Endansicht, wobei zwei der Ansichten Schnittansichten sind;
Fig. 6B-6D zwei Außenansichten und eine Schnittansicht des Verstellkolbens gemäß der in Fig. 4 gezeigten Ausfüh­ rungsform, wobei es sich bei den Fig. 6B und 6D um gegen­ überliegende Außenseitenansichten handelt;
Fig. 7A und 7B eine Seitenschnitt- bzw. eine Endansicht des Servokolbens gemäß der in Fig. 4 gezeigten Ausführungs­ form;
Fig. 8A-8D vier Ansichten des Verstellkolbenaufsatzes gemäß der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform;
Fig. 9A-9C eine Seitenaußen-, eine Seitenschnitt- und eine Endansicht des Servofederlagers oder -anschlags gemäß der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform; und
Fig. 10A und 10B den Fluidströmungsweg bei Frühverstellung des Verstellkolbens bzw. Spätverstellung des Verstellkolbens, wodurch die in den Fig. 3A-3D gezeigten Positionen er­ reicht werden können.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungformen
In den Fig. 1A und 1B wird eine Kraftstoffeinspritzpum­ peneinheit 10 oder Einspritzeinheit dargestellt, die durch die vorliegende Erfindung verbessert werden kann. Die Pum­ peneinheit 10 umfaßt einen Körper 12, der eine längliche Pumpbohrung 14 definiert, wobei an einem Ende des Körpers ein Kopf 16 koaxial mit der Bohrung angebracht ist. Ein allgemein zylindrischer Pumpstempel 18 ist in der Pumpbohrung 14 zur Hin- und Herbewegung darin angeordnet. Der Pumpstempel 18 weist ein zum Kopf 16 hin angeordnetes Pumpende 20 und ein gegenüberliegendes, vom Pumpeneinheitskörper 12 ragendes an­ getriebenes Ende 22 auf. Im Körper 12 ist eine Füll-/Steuer­ bohrung 24 vorgesehen, und eine Bewegung eines Vorderendes 26 des Stempelpumpendes 20 an der Füll-/Steuerbohrung vorbei de­ finiert den Beginn einer Einspritzung. Ein oberer und ein un­ terer Leitungsteil 28, 30 umgeben teilweise den Außendurch­ messer des Pumpstempels 18. Die Ausrichtung des unteren Lei­ tungsteils 30 auf die Füll-/Steuerbohrung 24 dient der Defi­ nition des Endes der Kraftstoffeinspritzung. Die Kraftstoff­ zufuhröffnung 32 steht mit der Füll-/Steuerbohrung 24 in Ver­ bindung.
Des weiteren wird ein an einem Steuerarm 36 angebrachter Steuerstift 34 zur Drehung des Pumpstempels 18 in der Pump­ bohrung 14 gezeigt. Durch Drehung des Pumpstempels 18 wird die Ausrichtung der Leitungen 28, 30 bezüglich der Füll-/Steuer­ bohrung 24 und dadurch die Einspritzdauer und somit die eingespritzte Kraftstoffmenge geändert. Das angetriebene Ende 22 des Pumpstempels ist an einem Federlager 39 ange­ bracht. Eine Stempelrückstell-Schraubenfeder 38 ist zwischen dem Pumpeneinheitskörper 12 und dem Stempelfederlager 39 ein­ geschlossen und dient der Vorspannung des Pumpstempels 18 vom Kopf 16 weg. Zwischen dem angetriebenen Ende 22 des Pumpstem­ pels 18 und einer Nockenrolle 42 ist eine Nockenstößelanord­ nung 40 angeordnet. Die Nockenstößelanordnung 40 wirkt auf gewöhnliche Weise zur Umsetzung der Drehung eines (nicht dar­ gestellten) Nockens in eine lineare Hubbewegung und zur Über­ tragung der linearen Hubbewegung auf den Pumpstempel 18.
Ein als umgekehrter Becher ausgebildeter Verstellkolben 414 ist in einer Bohrung 48 im Nockenstößelkörper 46 angebracht. Eine unter dem Verstellkolben 44 definierte Verstellkammer 54 kann über einen Hydraulikkreis mit Druck beaufschlagt werden, wodurch der Verstellkolben 44 über eine Strecke, die bis zu ca. 3 Millimeter betragen kann, von der Nockenrolle 42 wegbe­ wegt wird. Das angetriebene Ende 22 des Pumpstempels stößt an den Verstellkolben 44, so daß durch die Bewegung des Ver­ stellkolbens von der Nockenstößelanordnung 40 weg ebenso der Pumpstempel 18 von dem Nockenstößel und der Nockendrehachse wegbewegt wird. Der Verstellkolben 44 kann auch eine Öffnung umfassen, durch die möglicherweise im Verstellkolben einge­ schlossene Luft entweichen kann.
Ein Stößelfederlager 56 enthält eine nach innen ragende Schulter 57, die bezüglich des Stößelkörpers 46 festgelegt ist, aber eine Axialbewegung des Stempelrückstellfederlagers 39 bezüglich des Stößelkörpers 46 gestattet. Eine Nockenstö­ ßelfeder 55 wird zwischen dem Pumpeneinheitskörper 12 und dem Stößelfederlager 56 festgehalten. Die Stempelrückstellfeder 38 weist eine relativ geringe Federkraft von ca. 5 lb und ei­ ne Federrate von ca. 75 lb auf. Das Stempelfederlager 39 nimmt den Verstellkolben 44 in Eingriff, berührt aber nicht den Nockenstößelkörper 46. Die Stößelrückstellfeder 55 umgibt das Stempelrückstellfederlager 39 und ist zwischen dem Pum­ peneinheitskörper 12 und dem Stößelfederlager 56 einge­ schlossen. Die Nockenstößelfeder 55 weist eine hohe Feder­ kraft von ca. 30 lb und eine Federrate von ca. 200 lb auf, um die Nockenstößelanordnung fortwährend mit dem Nocken in Kon­ takt zu halten.
Das Stößelfederlager 56 enthält eine nach innen gerichtete, nach unten weisende Umfangsschulter 57. Wenn sich der Ver­ stellkolben 44 in der zurückgezogenen Position befindet, ist eine Verstellkolben-Umfangsschulter 45 axial von der Stößel­ federlagerschulter 57 getrennt, was als Spalt 59 (Fig. 1B) gezeigt wird. Wenn ein Hydraulikverstellkreis Fluid in der Verstellkammer 54 mit Druck beaufschlagt, wird der Verstell­ kolben 44 von dem Nockenstößel wegbewegt, und der Spalt 59 schließt sich, wenn sich die Verstellkolbenschulter 45 der Stößelfederlagerschulter 57 nähert. Bei Maximalverschiebung des Verstellkolbens berührt die Kolbenschulter 45 die ring­ förmige Schulter 57, wodurch eine weitere Relativbewegung des Verstellkolbens 44 verhindert wird. Die Tiefenabmessung des Spalts 59 definiert die maximal mögliche Verstellkolbenver­ schiebung und dadurch das Verstellvermögen.
Die Stößelfeder 55 übt große Kräfte aus, um einen fortwähren­ den Kontakt zwischen der Nockenstößelanordnung 40 und dem Nocken aufrechtzuerhalten. Trotz der Verwendung einer Stößel­ feder 55 großer Kraft wirkt dem Verstellkolben 44 nur die Stempelrückstellfeder 38 geringerer Kraft entgegen, bis der Verstellkolben seine Maximalverschiebung erreicht hat. Durch die Verwendung einer verschachtelten Stößelfeder 55 und Stem­ pelrückstellfeder 38 kann der Verstellkolben 44 durch eine Hydraulikversorgung mit relativ niedrigem Druck, zum Beispiel Schmieröl vom druckbeaufschlagten Schmiersystem des Verbren­ nungsmotors (in der Regel 40-100 psi), betätigt werden.
Auf die Fig. 2 bis 10B Bezug nehmend, wird die Positions­ steuerung eines hydraulisch betätigten Verstellkolbens nach der Darstellung in Fig. 1 durch Verwendung zweier Hydraulik­ kreise und zugehöriger Öffnungen eines Servokolbens bezüglich eines Verstellkolbens und des Verstellkolbens bezüglich des Nockenstößelkörpers verbessert. Die Hydraulikkreise werden in Fig. 2 gezeigt. Die Hauptantriebsquelle für die Verstell­ funktionalität wird von einer Hilfsleitung 61 von der Haupt­ schmierölpumpe 58 bereitgestellt, die einen relativ konstan­ ten Hydraulikdruck von zum Beispiel 40 psi aufrechterhält. Des weiteren dient vorzugsweise ein servogesteuerter Hydrau­ likkreis 63 als Zusatzvorrichtung für die Hauptschmierölpumpe 58. Durch Druckregelung im Steuerhydraulikkreis 63 zwischen 5 und 35 psi wird eine Regelung des Servokolbens 62 in jedem Nockenstößel gewährleistet, wodurch wiederum die Position des Verstellkolbens 44 bezüglich des Stößelkörpers 46 bestimmt wird, indem mit der Verstellkammer 54 verbundene Strömungska­ näle angeschlossen oder getrennt werden, um Hydraulikflüssig­ keit darin einzuspritzen oder daraus abzulassen. Die Öff­ nungsauslegung sorgt für eine getrennte Positionssteuerung des Verstellkolbens 44 bezüglich des Nockenstößelkörpers 46, wie unten näher erläutert wird.
Vorzugsweise wird die Steuerung der Einspritzdauer durch eine mit dem Steuerarm/Steuerstift 34 jedes Pumpstempels 18 ver­ bundene, programmierbare, elektronisch eingestellte Zahnstan­ ge 65 bereitgestellt. Dies kann mit einem sogenannten "intel­ ligenten Stellglied", wie zum Beispiel der Motordrehzahl­ steuerung der Woodward LCS-Baureihe, die von Woodward Automo­ tive Products, Oak Ridge, Tennessee, USA, erhältlich ist, im­ plementiert werden. Der Haupthydraulikkreis 61 zum Antrieb des Verstellkolbens erfordert keine aktive Steuerung. Der Servosteuerkreis 63 enthält vorzugsweise ein aktives Gerät 67, das stufenweise veränderlichen Steuerdruck bereitstellen kann. Ein Beispiel für ein solches aktives Gerät ist ein Pro­ portional-Druckminderventil, das von Thomas Magnete, San Fernando 35, Herdorf, Deutschland, erhältlich ist. Bei dem Proportional-Druckminderventil ist ein Ventil in den Elektro­ magnet integriert, so daß das Ventilrohr und der Magnetpol eine einzige Einheit im Elektromagnetgehäuse bilden. Der zu steuernde Druck wirkt der durch die Magnetspule erzeugten ma­ gnetischen Kraft entgegen. Zwischen dem an den Elektromagnet angelegten Strom und dem zu steuernden Druck herrscht eine proportionale Beziehung. An den Magnetanker angelegter aus­ reichender Strom bewegt die Ventilspule und gibt eine Ölzu­ fuhröffnung zu dem Verbraucher frei, in diesem Fall dem Ser­ vosteuerkreis 63. Andere Mittel zur Bereitstellung eines stu­ fenweise veränderlichen Steuerdrucks sind leicht erhältlich.
Obgleich der Haupthydraulikkreis 61 allen Einspritzeinheiten 10 über jeweilige Einlaßleitungen 69b und zugehörige Öffnun­ gen 70 gleichzeitig einen konstanten Druck zuführen kann, kann der Steuerkreis 63 eine von mindestens zwei Formen an­ nehmen. Wie in Fig. 2 gezeigt, kann ein einzelnes Proportio­ nal-Magnetventil 67 allen Steuereinlaßleitungen 69a und Zuge­ hörigen Steuereinlaßöffnungen 72 seinen geregelten Ausgangs­ druck zuführen. Als Alternative dazu kann ein Proportional- Magnetventil für jede Einspritzeinheit 10 vorgesehen sein, wodurch eine individuelle Einspritzzeitpunkteinstellung ge­ stattet wird.
Das Eingangssignal 73 für das Proportionalventil 67 des Steu­ erkreises 63 kann einfach ein Steuer- oder Spritzbeginnsignal von dem elektronischen Steuergerät (ECU) sein, das Druck von zum Beispiel der Dichtkappe verwendet, um den Regelkreis bei der Zeitpunkteinstellung zu schließen. Als Alternative dazu kann die intelligente Steuerung für die elektronisch einge­ stellte Zahnstange 65 den Elektromagnet 67 sowie den Steuer­ arm 34 steuern.
In den Fig. 3A-9C wird eine bevorzugte Nockenstößel­ anordnung 40 oder Stößelanordnung zur Implementierung der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Stößelkörper 46 weist eine Stößelbohrung 48 auf, die zum Pumpstempel hin, zum Bei­ spiel von der Nockenrolle 42 weg, mündet. Der Verstellkolben 44 befindet sich in der Stößelbohrung 48 und kann sich darin axial bewegen. Dadurch wird eine Verstellkammer 54 mit verän­ derlichem Volumen am äußeren Fuß des Verstellkolbens 44 defi­ niert. Der Verstellkolben 44 weist eine axiale Bohrung 43 auf, die zur Aufnahme des Servokolbens 62 zum Pumpstempel hin mündet. Der Fuß des Servokolbens 62 und ein Teil der Ver­ stellkolbenbohrung 43 definieren zwischen dem Servokolben 62 und dem Verstellkolben 44 eine Servokammer 52 mit veränderli­ chem Volumen.
Der Servokolben 62 mündet zum Pumpstempel hin und nimmt dort eine Servofeder 64 auf, die an einem Ende am inneren Boden des Servokolbens und am anderen Ende an einem Lager oder An­ schlag 66 anliegt. Der Anschlag 66 ist vorzugsweise in Axial­ richtung länglich und weist ein Loch, eine Kerbe oder ein ähnliches Profil 102 zur Aufnahme eines Haltestifts 68 oder dergleichen auf, der durch diametral gegenüberliegende Löcher 92 in der oberen Wand des Stößelkörpers 46 einführbar ist. Dadurch wird das gelagerte Ende der Servofeder 64 festgelegt und somit gewährleistet, daß die Feder eine bekannte Kraft­ über-Länge-Beziehung gegen den Servokolben 62 ausübt, die der Kraft der hydraulischen Betätigung entgegenwirkt. Das obere Ende des Verstellkolbens 44 weist ein Joch- oder ähnliches Profil 94 auf, um einen Kanal zu bilden und so eine Behinde­ rung des Haltestifts 68 zu vermeiden, während sich der Ver­ stellkolben 44 bezüglich des Stößelkörpers 46 nach oben be­ wegt. Die Tiefe des Jochs 94 definiert die Grenze der Bewe­ gung des Verstellkolbens 44 von der Nockenrolle 42 weg, was sonst auch als Verstellvermögen bezeichnet wird.
Eine Innenschulter 96 oder ein innerer Absatz am Verstellkol­ ben 44 bildet eine Lagerfläche für den unteren Teil eines Kolbenaufsatzes 60. Der untere Teil des Aufsatzes 60 ist mit einem Joch 98 ausgebildet, so daß er sich in Axialrichtung mit dem Verstellkolben 44 bezüglich des Stößelkörpers 46 be­ wegen kann, ohne von dem Haltestift 68 behindert zu werden. Das obere Ende des Aufsatzes 60 weist einen äußeren Ansatz oder eine Außenschulter 104 und einen mittleren Vorsprung 106 zum Eingriff mit dem angetriebenen Ende eines Pumpstempels auf. Somit bietet der Aufsatz 60 die gleiche Funktionalität zur Lagerung an dem Pumpstempel und Abstützung der Stempel­ rückstellfeder 55 wie die an dem in Fig. 1 gezeigten ein­ stückigen Verstellkolben gebildete entsprechende Konstrukti­ on. Insbesondere ist es mit den Klemmen 56, 58 oder derglei­ chen, die am oberen Ende des Stößelkörpers 46 befestigt wer­ den können, um als Lager für die Stößelrückstellfeder zu wir­ ken, das dem in den Fig. 1A und 1B gezeigten ähnelt, of­ fensichtlich, daß die Betätigung und Rückkehr des Pumpstem­ pels von der Betätigung und Rückkehr des Stößelkörpers ge­ trennt ist.
Somit versteht sich, daß eine Betätigungslänge des Nockenstö­ ßels 40, zum Beispiel der Abstand zwischen der Nockenrolle 42 und dem mittleren Vorsprung 106, von dem Volumen der Ver­ stellkammer 54 abhängt. Durch Einspritzen von Hydraulikflüs­ sigkeit in die Verstellkammer unter Sperrung des Austritts von Hydraulikflüssigkeit aus der Verstellkammer wird ihr Vo­ lumen vergrößert und der Verstellkolben 44 von der Nockenrol­ le 42 weg verschoben (frühverstellt). Durch Ablassen von Hy­ draulikflüssigkeit aus der Verstellkammer 54 unter Sperrung der Einspritzung von Hydraulikflüssigkeit in die Verstellkam­ mer wird ihr Volumen verkleinert, wodurch der Verstellkolben zur Nockenrolle 42 hinbewegt (spätverstellt) wird. Die Posi­ tion des Servokolbens 62 innerhalb des Verstellkolbens 44 steuert das Volumen der Verstellkammer durch abwechselndes Öffnen und Schließen der Einspritz- und Ablaßleitungen.
Es gibt drei Grundpositionen des Servokolbens 62 bezüglich des Verstellkolbens 44. In einer ersten Position, die am be­ sten in Fig. 10A dargestellt ist, wird mit Volldruck beauf­ schlagte Hydraulikflüssigkeit, über die Antriebseinlaßöffnung 70, die obere Transferöffnung 80, den unteren Transferring 86 und die Zufuhrleitung 85 (einschließlich Rückschlagventil 87) der Verstellkammer 54 zugeführt, während der Ablaß aus der Verstellkammer gesperrt ist. In einer zweiten, neutralen Po­ sition, die am besten in den Fig. 3A-3D dargestellt ist, wird sowohl die Einspritzung in die Verstellkammer 54 als auch der Ablaß daraus gesperrt. In einer dritten Position, die am besten in Fig. 10B dargestellt ist, wird die Ein­ spritzung gesperrt, während der Ablaß von Hydraulikflüssig­ keit aus der Verstellkammer über die Ablaßleitung 90, den oberen Transferring 84, die Ablaßöffnung 88 und die Ablaßlei­ tung 110 gestattet wird.
Der Betrieb der Stößelanordnung 40 wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3A-3D, 10A und 10B ausführlicher beschrieben. Der volle Hydraulikdruck der Motorschmierpumpe, zum Beispiel 40 psi, steht der Verstellkammer 54 zu jedem Zeitpunkt zur Verfügung. Der Verstellkammer wird Hydraulikflüssigkeit durch die Antriebseinlaßöffnung 70 an der Wand des Stößelkörpers 46, die obere Transferöffnung 80 und die Leitung in der Wand des Verstellkolbens 44, den unteren Transferring 86 an der Wand des Servokolbens und die Zufuhrleitung 85 im Verstell­ kolben zugeführt. Es kann nur dann Fluid in die Verstellkam­ mer 54 eintreten, wenn der untere Transferring 86 und die Zu­ fuhrleitung 85 aufeinander ausgerichtet sind. Die Zufuhrlei­ tung 85 enthält ein Rückschlagventil 87, um eine hydraulische Blockierung in der Verstellkammer zu gewährleisten, wenn an den Nockenstößel eine Pumplast angelegt ist. Bei der darge­ stellten Ausführungsform wird an der Steuereinlaßöffnung 72 in der Wand des Stößelkörpers ein stufenweise veränderlicher Steuerdruck von zum Beispiel 5, 15, 25 und 35 psi zur Strö­ mungsverbindung durch die untere Öffnung 82 und die Leitung im Verstellkolben 44 (vorzugsweise mit einer Dämpfungsdrossel 78) zur Abführung in die Servokammer 52 bereitgestellt.
Ein durch einen motorangetriebenen Nocken betätigter Nocken­ stößel erfährt viele hundert sehr hohe Beschleunigungen, die durch schnelle Richtungsänderungen verursacht werden. Innere Bauteile solcher Nockenstößel neigen dazu, sich als Reaktion auf die Beschleunigungskräfte anstatt auf gesteuerte Weise zu bewegen. Bei der integrierten servogesteuerten Verstellanord­ nung ist die Position des Steuerteils (Servokolben) bezüglich des Verstellkolbens kritisch. Die Dämpfungsdrossel 78 be­ grenzt die Hydraulikflüssigkeitsströmung in die Servokammer 52 und daraus heraus. Diese begrenzte Strömung dämpft die Be­ wegung des Servokolbens bezüglich des Verstellkolbens 44. So­ mit wird eine Bewegung des Servokolbens 62 aufgrund von durch Beschleunigung erzeugten Kräften auf ein Minimum reduziert.
Wie in Fig. 10A gezeigt, wird zur Frühverstellung des Ein­ spritzzeitpunkts der Fluiddruck im Hydraulikkreis 63 erhöht, wodurch der gegen die Kraft der Servofeder 64 wirkende Druck in der Servokammer 52 erhöht wird. Es entsteht ein Differen­ tial zwischen der Kraft der Servofeder 64 und der Servokammer 52, wodurch der Servokolben 62 bezüglich des Verstellkolbens 44 axial nach oben verstellt wird. Durch die Axialbewegung des Servokolbens 62 nach oben oder von dem Verstellkolben 44 weg wird der untere Transferring 86 auf die Zufuhrleitung 85 ausgerichtet und gestattet, daß mit Volldruck beaufschlagte Hydraulikflüssigkeit durch das Rückschlagventil 87 in die Verstellkammer 54 strömt. Die Verstellkammer 54 dehnt sich aus und schiebt den Verstellkolben 44 von der Nockenrolle 42 weg. Der Kolbenaufsatz 60 bewegt sich mit dem Verstellkolben von der Nockenrolle 42 weg und wirkt auf das angetriebene En­ de einer Einspritzdüse oder eines Pumpstempels zur Frühver­ stellung einer Einspritzung, die durch den Stempel bezüglich der Drehung eines mit der Nockenrolle in Kontakt stehenden Nockens erzeugt wird.
Durch Bewegung des Verstellkolbens 44 bezüglich des Stößel­ körpers 46 wird die Gegenwirkungskraftbeziehung zwischen dem Druck in der Servokammer 52 und der Servofeder 64 geändert, indem die Servokammer 52 und die Servofeder 64 zusammenge­ drückt werden. Der Servokolben 62 muß sich bezüglich des Ver­ stellkolbens bewegen, um die entgegenwirkenden Kräfte der Servokammer 52 und der Servofeder 64 wieder auszugleichen. Dieser erneute Ausgleich muß jedoch aufgrund des Zusammenwir­ kens der Ränder der Öffnungen 80, 82, 86 und zugehörigen Ka­ näle in vorbestimmten Positionen erfolgen. Während sich die Verstellkammer 54 ausdehnt (das heißt Frühverstellung), kann das Antriebsfluid nicht durch das Rückschlagventil 87 oder die Ablaßleitung 90 (die nicht auf den oberen Transferring 84 am Servokolben 62 ausgerichtet ist) aus der Verstellkammer entweichen. Das Volumen der Servokammer 52 wird durch die Aufwärtsbewegung des Verstellkolbens, der durch die durch die Servofeder 64 auf den Servokolben 62 ausgeübte Abwärtskraft entgegengewirkt wird, begrenzt.
Wenn sich das Volumen der Servokammer 52 verringert, kehrt der Fluidüberschuß zum Steuerkreis 63 zurück, ohne daß ein getrennter Ablaßweg erforderlich ist. Es kann gestattet wer­ den, daß der Druck im Steuerkreis mittels einer Strömungsbe­ grenzungsöffnung 120, die zum Beispiel mit dem Schmierölbe­ hälter (siehe Fig. 2) in Verbindung steht, abgelassen wird. Eine Servokammer 52 verminderten Volumens gestattet, daß sich der Servokolben bezüglich des Verstellkolbens 44 axial nach unten bewegt. Durch diese Bewegung des Servokolbens 62 wird die Fluidverbindung zwischen dem unteren Transferring 86 und der Zufuhrleitung 85 geschlossen, wodurch die Strömung der mit Volldruck beaufschlagten Hydraulikflüssigkeit zur Ver­ stellkammer 54 gestoppt wird. Somit wird ein neuer stabiler Zustand erreicht, wobei sich der Verstellkolben 44 bezüglich des Stößelkörpers 46 in einer frühverstellten Position befin­ det. Es versteht sich, daß ein an die Servokammer 52 angeleg­ ter größerer Druck eine stärkere Frühverstellung des Ver­ stellkolbens erfordert, um die Servokammer 52 so weit zu be­ schränken, daß mit Volldruck beaufschlagte Hydraulikflüssig­ keit von der Verstellkammer 54 abgeschnitten wird. Somit wer­ den stufenweise Erhöhungen des an die Servokammer angelegten Hydraulikdrucks in einzelne Verstellpositionen des Verstell­ kolbens 44 bezüglich des Stößelkörpers umgesetzt.
Ein umgekehrter Prozeß wird zur Spätverstellung des Verstell­ kolbens 44 bezüglich des Stößelkörpers 46 verwendet, zum Bei­ spiel den Verstellkolben näher zur Nockenrolle 42 zu bewegen, indem das Volumen der Verstellkammer 54 verkleinert wird. Wie in Fig. 10B dargestellt, wird bei Reduzierung des Drucks in der Servokammer 52 von einem stabilen Zustand des Ausgleichs mit der von der Servofeder 64 ausgeübten Kraft, die Krone 112 am Fuß des Servokolbens 62 zur Fläche der Verstellkolbenboh­ rung 43 gezogen, wodurch die Ablaßleitung 90 im Verstellkol­ ben 44 auf den oberen Transferring 84 im Servokolben 62 aus­ gerichtet wird. Es sei darauf hingewiesen, daß diese Bewegung des Servokolbens 62 den unteren Fluidtransferring 86 von der Zufuhrleitung 85 weg- und den oberen Fluidtransferring 84 zur Fluidverbindung mit den Ablaßleitungen 90, 110 und der Ablaß­ öffnung 88 hinbewegt. Somit ist die Verstellkammer 54 von ei­ ner Versorgung mit mit Volldruck beaufschlagter Hydraulik­ flüssigkeit abgeschnitten, während die Hydraulikflüssigkeit in der Verstellkammer 54 durch die Ablaßleitung 90, den obe­ ren Transferring 84, die Ablaßöffnung 88 und die Ablaßleitung 110 des Nockenstößelkörpers strömen kann. Da keine Kraft ent­ gegenwirkt, wird der Verstellkolben 44 durch die Kraft der Servofeder 64, der Stempelrückstellfeder und jeglicher an den Nockenstößel angelegter Pumplast auf den Nockenstößelkörper 46 zu geschoben. Wenn sich die Stempelsäule auf minimaler Hö­ he befindet (Fig. 3A), steht die Krone 114 am Fuß des Ver­ stellkolbens 44 vorzugsweise in festem Metall/Metall-Kontakt mit der Fläche der Bohrung 48 im Stößelkörper 46. In dieser länglichen Position liegt die durch die Servofeder 64 auf den Servokolben 62 ausgeübte Kraft bei einem Minimum und wird durch einen geringen Steuerdruck, zum Beispiel 5 psi, leicht ausgeglichen. Bei Ausgleich von Servokammerdruck und Servofe­ derkraft kehrt der Servokolben in seine neutrale Position zu­ rück (Fig. 3A-3D).
Somit nehmen der Verstellkolben 44 und der Servokolben 62 ei­ ne der in den Fig. 3A-3D gezeigten vier Beziehungen ein. In jedem dieser ausgeglichenen Zustände weist die Servokammer 52 das gleiche Volumen auf, und somit ist die Axialposition des Servokolbens 62 bezüglich des Verstellkolbens 44 die gleiche (neutral). Jedoch nimmt der Verstellkolben 44 (und mit ihm der Kolbenaufsatz) vier verschiedene Axialpositionen bezüglich des Stößelkörpers 46 ein, wodurch vier verschiedene Säulenlängen und vier verschiedene Kraftstoffeinspritzzeit­ punktoptionen definiert werden.
Für Fachleute ist offensichtlich, daß zwar eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben worden ist, die vier verschiedene Verstellpositionen erreichen kann, die Grundzüge der vorlie­ genden Erfindung aber zur Erzeugung von mehr oder weniger Po­ sitionen eines Verstellkolbens bezüglich eines Nockenstößels angewendet werden können. In einer Hinsicht erzeugt eine grö­ ßere Anzahl verschiedener Steuerdruckniveaus eine entspre­ chende Anzahl von Verstellkolbenpositionen.
Obgleich eine bevorzugte Ausführungsform der vorhergehenden Erfindung für Veranschaulichungszwecke auf geführt worden ist, sollte die vorhergehende Beschreibung nicht als Einschränkung der hier aufgezeigten Erfindung erachtet werden. Demgemäß sind für Fachleute verschiedene Modifikationen, Adaptationen und Alternativen ersichtlich, ohne vom Gedanken und Schutzbe­ reich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims (19)

1. Stellglied mit einer veränderlichen Länge, die sich zwi­ schen einem Energieempfangs- und einem Energieübertra­ gungsende erstreckt, wobei das Stellglied folgendes um­ faßt:
einen eine erste Bohrung (48) definierenden Körper (46);
einen in der ersten Bohrung (48) angeordneten Stell­ gliedkolben (44), der bezüglich des Körpers (46) zur De­ finition einer ersten Hydraulikkammer (54) mit veränder­ lichem Volumen zwischen dem Körper (46) und dem Stell­ gliedkolben (44) beweglich ist, wobei die Länge des Stellglieds von dem Volumen der ersten Hydraulikkammer (54) abhängt,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Stellgliedkolben (44) eine zweite Bohrung (43) defi­ niert; und
das Stellglied weiterhin einen in der zweiten Bohrung (43) angeordneten Servokolben (62) umfaßt, der bezüglich des Stellgliedkolbens (44) zur Definition einer zweiten Hydraulikkammer (52) mit veränderlichem Volumen zwischen dem Stellgliedkolben (44) und dem Servokolben (62) be­ weglich ist;
wobei die Bewegung des Servokolbens (62) bezüglich des Stellgliedkolbens (44) die Zuführung eines ersten Hy­ draulikdrucks zur ersten Hydraulikkammer (54) steuert und die Bewegung des Servokolbens (62) durch die Zufüh­ rung eines zweiten Hydraulikdrucks zur zweiten Hydrau­ likkammer (52) gesteuert wird, wobei der zweite Hydrau­ likdruck vom ersten Hydraulikdruck geregelt wird.
2. Stellglied nach Anspruch 1, bei dem der zweite Hydrau­ likdruck in einzelnen Schritten von einem maximalen Hy­ draulikdruck, der im wesentlichen gleich dem ersten Hy­ draulikdruck ist, auf einen minimalen. Hydraulikdruck zwischen dem maximalen Hydraulikdruck und Null, geregelt wird, wobei jeder einzelne Schritt eine unterschiedliche Stellgliedlänge erzeugt.
3. Stellglied nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine bekannte Federkraft der Bewegung des Servokolbens (62) von dem Stellgliedkolben (44) weg entgegenwirkt, so daß ein Net­ todruck in der zweiten Hydraulikkammer (52) im wesentli­ chen gleich der bekannten Federkraft ist.
4. Stellglied nach den Ansprüchen 1 bis 3, das weiterhin Körperdruckkanäle (72, 70) umfaßt, die den Körper (46) zur Verbindung mit der ersten Bohrung (48) durchdringen, wobei die Körperdruckkanäle (70, 72) auf die den Stell­ gliedkolben (44) durchdringenden Stellglied­ kolbendruckkanäle (80, 82) zur Verbindung mit der zwei­ ten Bohrung (43) gezielt ausgerichtet werden können, wo­ bei die Stellgliedkolbendruckkanäle (80, 82) auf die Drucktransferleitungen (84, 86) auf der Außenseite des Servokolbens (62) gezielt ausgerichtet werden können.
5. Stellglied nach den Ansprüchen 1 bis 4, bei dem der er­ ste und der zweite Hydraulikdruck von einer einzigen Quelle (58) erzeugt werden.
6. Stellglied nach den Ansprüchen 1 bis 5, das eine Nocken­ stößelanordnung (40) zur Umsetzung einer Drehbewegung eines motorangetriebenen Nockens in eine lineare Hubbe­ wegung und Zuführung der linearen Hubbewegung zu einem Pumpstempel (18) für eine Pumpen- oder Einspritzeinheit (10) umfaßt, wobei das Energieempfangsende eine von dem Körper gestützte Nockenrolle (42) und das Energieüber­ tragungsende einen mit dem Stellgliedkolben (44) in Kon­ takt stehenden Kolbenaufsatz (60), der sich mit dem Stellgliedkolben (44) bezüglich des Körpers (46) bewegt, umfaßt.
7. Stellglied nach den Ansprüchen 1 bis 6, bei dem die zweite Hydraulikkammer (52) eine Dämpfungsdrossel (78) enthält, die die Hydraulikflüssigkeitsströmung in die zweite Hydraulikkammer (52) und daraus heraus begrenzt.
8. Nockenstößelanordnung (40) zur Umsetzung einer Drehbewe­ gung eines motorangetriebenen Nockens in eine lineare Hubbewegung, wobei die Nockenstößelanordnung (40) zwi­ schen dem Nocken und einem Pumpstempel (18) einer Pum­ pen- oder Einspritzeinheit angeordnet ist, um die linea­ re Hubbewegung an den Pumpstempel (18) anzulegen, wobei die Nockenstößelanordnung (40) eine veränderliche Länge aufweist, die sich vom Nocken zu einer mit dem Stempel (18) in Kontakt stehenden Stempelbetätigungsfläche (106) erstreckt, wobei die Nockenstößelanordnung (40) folgen­ des umfaßt:
einen einen Verstellkolbenhohlraum (48) definierenden Nockenstößelkörper (46);
einen in dem Verstellkolbenhohlraum (48) zur Axialbewe­ gung darin angeordneten Verstellkolben (44), dadurch ge­ kennzeichnet, daß
der Verstellkolben (44) einen Servokolbenhohlraum (43) definiert; und
ein Servokolben (62) in dem Servokolbenhohlraum (43) an­ geordnet ist, so daß eine Relativbewegung zwischen dem Verstellkolben (44) und dem Servokolben (62) gestattet wird,
wobei zwischen dem Nockenstößelkörper (46) und dem Ver­ stellkolben (44) eine erste Hydraulikkammer (54) und zwischen dem Servokolben (62) und dem Verstellkolben (44) eine zweite Hydraulikkammer (52) definiert wird und die Länge der Nockenstößelanordnung (40) von einem Volu­ men der ersten Hydraulikkammer (54) abhängig ist.
9. Nockenstößelanordnung nach Anspruch 8, bei der die Bewe­ gung des Servokolbens (62) bezüglich des Verstellkolbens (44) eine Hydraulikflüssigkeitsströmung zur ersten Hy­ draulikkammer (54) steuert und die Bewegung des Servo­ kolbens (62) von einem der zweiten Hydraulikkammer (52) zugeführten veränderlichen Hydraulikdruck abhängig ist.
10. Nockenstößelanordnung nach Anspruch 8 oder 9, die wei­ terhin folgendes umfaßt:
ein Mittel zur Befestigung eines Endes einer Servokol­ benfeder (64) in fester Beziehung zu dem Stößelkörper (46), wobei das andere Ende dar Servokolbenfeder (64) entgegen dem an die zweite Hydraulikkammer (52) angeleg­ ten Hydraulikdruck auf den Servokolben (62) wirkt, so daß der Nettodruck in der zweiten Hydraulikkammer (52) proportional zu der von der Servokolbenfeder (64) ausge­ übten Kraft ist.
11. Nockenstößelanordnung nach den Ansprüchen 8 bis 10, bei der der Verstellkolben (44) eine Strömungsleitung (82) in die zweite Hydraulikkammer (52) definiert und die Strömungsleitung (82) ein Dämpfungsmittel zur Begrenzung der Hydraulikflüssigkeitsströmung in die zweite Hydrau­ likkammer (52) und daraus heraus umfaßt.
12. Nockenstößelanordnung nach Anspruch 11, bei der das Dämpfungsmittel eine Strömungsbegrenzungsöffnung (78) in der Strömungsleitung (82) umfaßt.
13. Nockenstößelanordnung nach Anspruch 8, bei der an die erste Hydraulikkammer (54) ein konstanter Hydraulikdruck und an die zweite Hydraulikkammer (52) ein geregelter Hydraulikdruck angelegt wird, wobei der konstante und der geregelte Hydraulikdruck von einer einzigen Hydrau­ likquelle (58) abgeleitet werden.
14. Nockenstößelanordnung nach Anspruch 8, die weiterhin folgendes umfaßt:
hydraulische Steueröffnungen und -kanäle (70, 72, 110) des Stößelkörpers, die eine den Verstellkolbenhohlraum (48) umgebende zylindrische Wand des Stößelkörpers (46) durchdringen;
hydraulische Steueröffnungen und -kanäle (80, 82, 85, 88, 90) des Verstellkolbens, die eine den Servokolben­ hohlraum (43) umgebende zylindrische Wand des Verstell­ kolbens (44) durchdringen; und
ringförmige Fluidtransferleitungen (84, 86) an einer Au­ ßenfläche des Servokolbens (62),
wobei die Stößelkörperkanäle (70, 72, 110) auf die hy­ draulischen Steueröffnungen (80, 82, 88) des Verstell­ kolbens ausgerichtet werden können und die Verstellkol­ benkanäle (80, 88, 90) auf die ringförmigen Fluidtrans­ ferleitungen (84, 86) ausgerichtet werden können, wobei die Ausrichtung der Stößelkörperkanäle (70, 72, 110) auf die hydraulischen Steueröffnungen (80, 82, 88) des Ver­ stellkolbens von der Position des Verstellkolbens (44) bezüglich des Stößelkörpers (46) abhängig ist und die Ausrichtung der Verstellkolbenkanäle (80, 88, 90) auf die ringförmigen Fluidtransferleitungen (84, 88) von der Position des Servokolbens (62) bezüglich des Verstell­ kolbens (44) abhängig ist.
15. Nockenstößelanordnung nach Anspruch 8, bei der das Stem­ pelbetätigungsmittel folgendes umfaßt:
einen Kolbenaufsatz (60) mit einem mit einer Schulter (96) des Verstellkolbens (44) in Kontakt stehenden unte­ ren Teil, der sich axial zu einem mit dem Stempel (18) in Kontakt stehenden mittleren Vorsprung (106) er­ streckt, wobei sich der Kolbenaufsatz (60) zusammen mit dem Verstellkolben (44) so bewegt, daß die lineare Hub­ bewegung der Nockenstößelanordnung (40) durch den Ver­ stellkolben (44) auf den Stempel (18) übertragen wird.
16. Verfahren zur hydraulischen Einstellung des Zeitpunkts einer Einspritzung, das folgendes umfaßt:
axiales Bewegen eines in einem Nockenstößelkörper (46) an­ geordneten Spritzzeitpunktverstellkolbens (44) bezüglich dazu als Reaktion auf Hydraulikdruck in einer zwischen dem Nockenstößelkörper (46) und dem Verstellkolben (44) definierten Verstellkammer (54), dadurch gekennzeichnet, daß
der Verstellkolben (44) eine zweite Bohrung (43) defi­ niert und das Verfahren weiterhin folgendes umfaßt:
axiales Bewegen eines im Spritzzeitpunktverstellkolben (44) angeordneten Servokolbens (62) bezüglich dazu als Reaktion auf Hydraulikdruck in einer zwischen dem Ver­ stellkolben (44) und dem Servokolben (62) definierten Servokammer (52);
Anlegen eines im wesentlichen konstanten Hydraulikdrucks entweder an die Verstell- oder die Servokammer (54, 52); und
Anlegen eines geregelten Hydraulikdrucks an die jeweils andere Kammer, d. h. die Servo- oder die Verstellkammer (52, 54),
wobei der im wesentlichen konstante Hydraulikdruck und der geregelte Hydraulikdruck von einer einzigen Hydrau­ likdruckquelle (58) abgeleitet werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem der Schritt des An­ legens eines im wesentlichen konstanten Hydraulikdrucks das Anlegen des im wesentlichen konstanten Hydraulik­ drucks an die Verstellkammer (54) umfaßt; und der Schritt des Anlegens eines geregelten Hydraulik­ drucks das Anlegen des geregelten Hydraulikdrucks an die Servo­ kammer (52) umfaßt, wobei der geregelte Hydraulikdruck ein stufenweise reduzierter Wert des im wesentlichen konstanten Hydraulikdrucks ist.
18. Verfahren nach Anspruch 16, mit dem Schritt des Anbringens eines Endes einer Servokolbenfeder (64) in fester Beziehung zu dem Stößelkörper (46), wobei das an­ dere Ende der Servokolbenfeder (64) eine bekannte Kraft auf den Servokolben (62) ausübt, die dem Hydraulikdruck in der Servokammer (52) entgegenwirkt, wobei der Druck in der Servokammer (52) zu der durch die Servokolbenfeder (64) auf den Servokolben (62) ausgeüb­ ten bekannten Kraft proportional ist.
19. Verfahren nach Anspruch 16, mit dem Schritt des Begrenzens der Hydraulikflüssigkeitsströmung in die Ser­ vokammer (52) und daraus heraus.
DE10154764A 2000-11-09 2001-11-09 Servogesteuerte Zeitpunktverstellung für Pumpen- oder Einspritzeinheit Withdrawn DE10154764A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US24782500P 2000-11-09 2000-11-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10154764A1 true DE10154764A1 (de) 2002-05-23

Family

ID=22936529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10154764A Withdrawn DE10154764A1 (de) 2000-11-09 2001-11-09 Servogesteuerte Zeitpunktverstellung für Pumpen- oder Einspritzeinheit

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6619186B2 (de)
CN (1) CN1291144C (de)
DE (1) DE10154764A1 (de)
GB (1) GB2370885B (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6807943B2 (en) 2002-08-05 2004-10-26 Husco International, Inc. Motor vehicle fuel injection system with a high flow control valve
DE602006018251D1 (de) * 2006-03-06 2010-12-30 Delphi Technologies Holding Kraftstoffeinspritzpumpe
DE602006003998D1 (de) * 2006-03-17 2009-01-15 Delphi Tech Inc Kraftstoffeinspritzpumpe
US7610902B2 (en) * 2007-09-07 2009-11-03 Gm Global Technology Operations, Inc. Low noise fuel injection pump
US8495987B2 (en) * 2010-06-10 2013-07-30 Stanadyne Corporation Single piston pump with dual return springs
EP2918816B1 (de) * 2014-03-14 2017-09-06 Continental Automotive GmbH Kraftstoffeinspritzdüse
EP2949917B1 (de) * 2014-05-27 2017-01-04 Continental Automotive GmbH Kraftstoffeinspritzdüse
US10519911B2 (en) 2015-05-14 2019-12-31 Cummins Inc. Common rail multi-cylinder fuel pump with independent pumping plunger extension
WO2019160533A1 (en) * 2018-02-13 2019-08-22 Cummins Inc. Fuel pump with independent plunger cover and seal
CN112727651B (zh) * 2020-12-31 2021-12-03 清华大学 蓄压泵式燃油喷射系统控制装置及多缸活塞发动机

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3206429C2 (de) * 1982-02-23 1983-12-22 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Hydraulische Verstelleinrichtung zur Beeinflussung des Einspritzbeginns einer für selbstzündende Brennkraftmaschinen vorgesehenen Einspritzpumpe
DE4118555A1 (de) * 1991-06-06 1992-12-10 Bosch Gmbh Robert Foerderbeginnverstelleinrichtung einer kraftstoffeinspritzpumpe
GB9725415D0 (en) * 1997-12-02 1998-01-28 Lucas Ind Plc Advance arrangement
GB9918871D0 (en) * 1999-08-10 1999-10-13 Lucas Ind Plc Fuel pump

Also Published As

Publication number Publication date
US6619186B2 (en) 2003-09-16
GB0127020D0 (en) 2002-01-02
CN1291144C (zh) 2006-12-20
GB2370885B (en) 2004-08-11
GB2370885A (en) 2002-07-10
US20020053282A1 (en) 2002-05-09
CN1353243A (zh) 2002-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1772618B1 (de) Common-Rail-Injektor
DE69717744T2 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen
DE3638369C2 (de) Elektromagnetisch gesteuertes Ventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem
DE69311547T2 (de) Betätigungseinrichtung mit freier bewegung
DE19650987A1 (de) Bremssystem für einen Innenverbrennungsmotor
EP1001143A2 (de) Ventilsteuerung für Ein- und Auslassventile von Verbrennungsmotoren
DE10118053A1 (de) Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE602004003936T2 (de) Brennkraftmaschine mit variabel angesteuerten Ventilen, welche jeweils mit einem hydraulischen Stößel außerhalb des jeweiligen Aktors versehen sind
EP0455760B1 (de) Hydraulische ventilsteuervorrichtung für brennkraftmaschinen
WO2003027450A1 (de) Hydraulisch gesteuerter aktuator zur betätigung eines ventils
DE10154764A1 (de) Servogesteuerte Zeitpunktverstellung für Pumpen- oder Einspritzeinheit
DE69307233T2 (de) Hochdruck-kraftstoffpumpendüseneinheit mit variablem effektivem überlaufquerschnitt
EP0265460B1 (de) Kraftstoffeinspritzpumpe für brennkraftmaschinen
DE3382635T2 (de) Verfahren und geraet fuer die genaue steuerung der kraftstoffeinspritzung in einer brennkraftmaschine.
DE10141679A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10141678A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE4317607A1 (de) Variabler Ventiltrieb für ein Hubventil
WO2020073071A1 (de) Hydraulischer ventilmechanismus für längenverstellbare pleuelstange
DE60004983T2 (de) Pumpe mit variabler fördermenge und ihre verwendung in einem common-rail-kraftstoffeinspritzsystem
DE4124184A1 (de) Hydraulischer tassenstoessel
EP1468171A1 (de) Vorrichtung zur steuerung eines ffnungsquerschnitts in eine m verbrennungszylinder einer brennkraftmaschine
DE3727209C2 (de) Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen
DE10224036A1 (de) Stufenlos variabler Ventiltrieb
DE2918867A1 (de) Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen
EP0323591A2 (de) Zweipunkt-Spritzversteller

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8139 Disposal/non-payment of the annual fee