DE1133601B

DE1133601B - Injection timing adjuster for internal combustion engines, consisting of a hydraulic clutch provided in the injection pump drive

Info

Publication number: DE1133601B
Application number: DEC15865A
Authority: DE
Inventors: Emil V Szlaga
Original assignee: Continental Motors Corp
Current assignee: Continental Motors Corp
Priority date: 1957-11-28
Filing date: 1957-11-28
Publication date: 1962-07-19

Description

Einspritzzeitpunktversteller für Einspritzbrennkraftmaschinen, bestehend aus einer im Einspritzpumpenantrieb vorgesehenen hydraulischen Kupplung Einspritzzeitpunktversteller für Einspritzbrennkraftmaschinen sind in vielen Ausführungsformen bekannt. Eine bekannte Ausführungsform besteht aus einer im Einspritzpumpenantrieb vorgesehenen hydraulischen Kupplung, deren Antriebs- und Abtriebswelle in Abhängigkeit von der Antriebswellendreh7ahl selbsttätig gegeneinander verdreht werden, mit einer durch abwechselnd auf der Antriebswelle und an dem mit der Abtriebswelle starr verbundenen Kupplungsgehäuse starr befestigte Radialschaufeln in Abteile veränderbarer Größe aufgeteilten ffüssigkeitsgefüllten Kammer, einem über Verbindungsleitungen einerseits mit einem Druckflüssigkeitszufluß und einem Flüssigkeitsabfluß und andererseits mit den Kammerabteilen in Verbindung stehenden und den Zu- und Abfluß von Flüssigkeit zu den einzelnen Abteilen und damit zwecks Einstellung der gegenseitigen Winkellage von An- und Abtriebswelle das Größenverhältnis je zweier benachbarter Abteile regelnden Steuerventil und einem fliehkraftbetätigten Steuermittel für das Steuerventil.Injection timing adjusters for internal combustion engines, consisting of injection timing adjuster from a hydraulic clutch provided in the injection pump drive for injection internal combustion engines are known in many embodiments. One known embodiment consists of one provided in the injection pump drive hydraulic clutch, whose input and output shafts depend on the Drive shaft speeds are automatically rotated against each other, with a through alternately on the drive shaft and on the one rigidly connected to the output shaft Coupling housing rigidly attached radial blades in compartments of variable size divided liquid-filled chamber, one via connecting lines on the one hand with a pressure fluid inflow and a fluid outflow and on the other hand communicating with the chamber compartments and the inflow and outflow of liquid to the individual compartments and thus for the purpose of setting the mutual angular position of the input and output shaft regulating the size ratio of two adjacent compartments Control valve and a centrifugally actuated control means for the control valve.

Bei den bekannten Spritzverstellern dieser Art sind die Kanäle zu den einzelnen Kammerabteilungen und zu dem Steuerventil als Radialbohrtingen in den Wellen ausgeführt. Dies erfordert genaue Toleranzen bei der Wellenfertigung und ergibt eine wenig zugängliche Lage des Steuerventils. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden. Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, bei einem Spritzversteller der genannten Art das Steuerventil unmittelbar an einer die Verbindungsleitungen zur Druckflüssigkeitsquelle und zu den Kammerabteilen enthaltenen Kammergehäuse-Stimwand anzuordnen. Da alle Kanäle in der Stimwand des Kammergehäuses angeordnet sind, können sie leicht gebohrt werden. Das Steuerventil ist gut zugänglich, so daß es leicht eingestellt werden kann.In the known injection adjusters of this type, the channels are closed the individual chamber departments and the control valve as Radialbohrtingen in executed the waves. This requires precise tolerances in the production of the shaft and results in an inaccessible position of the control valve. The invention lies in the Task is based on avoiding these disadvantages. To solve the problem, it is suggested that in the case of an injection adjuster of the type mentioned, the control valve is directly connected to one the connecting lines to the pressure fluid source and to the chamber compartments To arrange chamber housing end wall. Because all channels are in the front wall of the chamber housing arranged, they can be drilled easily. The control valve is easily accessible, so that it can be adjusted easily.

Die Erfindung sei nunmehr an Hand der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wiedergebenden Zeichnung beschrieben, in der gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren jeweils gleiche Teile bezeichnen. Es zeigt Fig. 1. einen Längsschnitt durch einen den Erfindungsgegenstand enthaltenden Teil einer Brennkraftmaschine, Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1, Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 1, Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 1, Fig. 6 einen Querschnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 4 und Fig. 7 einen Querschnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 4.The invention will now be described with reference to the drawing showing a preferred embodiment of the invention, in which the same reference numerals in the individual figures denote the same parts. 1 shows a longitudinal section through a part of an internal combustion engine containing the subject matter of the invention, FIG. 2 shows a cross section along the line 2-2 in FIG. 1, FIG. 3 shows a cross section along the line 3-3 in FIG. 1, FIG 4 shows a cross section along the line 4-4 in FIG. 1, FIG. 5 shows a cross section along the line 5-5 in FIG. 1, FIG. 6 shows a cross section along the line 6-6 in FIGS. 4 and 7 a cross section along the line 7-7 in FIG. 4.

In Fig. 1 ist ein Teil einer Brennkraftmaschine 10 dargestellt, die ein Traggelfäusell, eine Brennstoffeinspritzpumpe 12 und anderes Zubehör, wie z. B. ein Ventilatorgetriebegehäuse 13, aufweist. Eine die Pumpe und das sonstige Zubehör antreibende Welle 14 ist beispielsweise in Lagern 15 drehbar im Rahmengehäuse 11 gelagert und weist Mittel, beispielsweise ein Zahnrad 16 und ein auf die Welle 14 aufgekeiltes oder in anderer Weise mit dieser verbundenes Zahnrad 17 ' auf, mit deren Hilfe die Welle 14 von der Kurbelwelle des Motors her angetrieben werden kann.In Fig. 1 , part of an internal combustion engine 10 is shown, which a Traggelfäusell, a fuel injection pump 12 and other accessories, such as. B. a fan gear housing 13 has. A shaft 14 that drives the pump and the other accessories is rotatably mounted in bearings 15 in the frame housing 11 , for example, and has means, for example a gear 16 and a gear 17 ' wedged onto the shaft 14 or connected to it in some other way, with the help of which means the shaft 14 can be driven by the crankshaft of the engine.

Die dargestellte Maschine ist ein sogenannter V-Motor, bei dem die Achse der Welle 14 vorzugsweise in der senkrechten Mittelebene der Maschine angeordnet ist und zwischen den beiden Zylinderreihen des Motors liegt. Selbstverständlich kann die Erfindung auch bei anders ausgebildeten Motortypen Anwendung finden.The machine shown is a so-called V-engine, in which the Axis of the shaft 14 is preferably arranged in the vertical center plane of the machine and is between the two rows of cylinders of the engine. Of course the invention can also be used with differently designed engine types.

Ein im ganzen mit 20 bezeichnetes Getriebe besteht aus zwei im wesentlichen zylindrischen Teilen eines auf der Welle14 drehbar gelagerten Gehäuses 21, das mit einem Ritzel 22 versehen ist, mit dem es Getrieberäder 23 vorzugsweise direkt antreibt, die ihrerseits, wie in Fig. 5 dargestellt ist, über Wellen 24 zwei voneinander unabhängige Brennstoffeinspritzpumpen 12 antreiben. Das Gehäuse 21 umschließt eine mit Flüssigkeit gefüllte Kammer 25 und durch diese Flüssigkeit bewegbare, gemäß Fig. 2 am Gehäuse befestigte Schaufeln 26. Weitere, durch die Flüssigkeit bewegbare Schaufeln 27 sind zwecks gemeinsamer Drehbewegung bei 28 auf der Welle 14 verkeilt oder sonstwie mit dieser Welle verbunden. Wie aus den Figuren ersichtlich ist, kann sich das Gehäuse 21 in beiden Richtungen bis zu Anschlägen 29 um die Welle 14 als Achse drehen, wobei diese Anschläge die Drehbewegung des Gehäuses 21 begrenzen, indem sie an die Schaufeln 27 anstoßen.A designated as a whole by 20 transmission consists of two substantially cylindrical parts one on the Welle14 rotatably mounted housing 21, which is provided with a pinion 22 with which it drives gear wheels 23, preferably directly, which in turn, as shown in Fig. 5 , drive two independent fuel injection pumps 12 via shafts 24. The housing 21 encloses a fluid-filled chamber 25 and movable through this liquid, as shown in FIG. 2 on the housing fastened blades 26. Further, through the liquid movable blades 27 are for joint rotational movement at 28 keyed on the shaft 14 or otherwise with this shaft tied together. As can be seen from the figures, the housing 21 can rotate in both directions up to stops 29 around the shaft 14 as an axis, these stops limiting the rotational movement of the housing 21 in that they abut against the blades 27.

Das Verdrehen der Schaufeln 26 relativ zu den Schaufeln 27 erfolgt hydraulisch über eine ebenfalls im Gehäuse 21 untergebrachte, jedoch von der Kammer 25 durch eine Wandung 36 getrennte Steuereinrichtung35. Diese Steuereinrichtung ist in Fig. 4 genauer dargestellt. Auf der Welle 14 ist ein Befestigungsteü 37 aufgekeilt oder in anderer Weise befestigt, der zusammen mit der Welle 14 in einer Kammer 38 des Gehäuses 21 umräuft. An diesem Befestigungsteil 37 ist ein Hebel 39 mit Hilfe eines in Fig. 7 dargestellten exzentrisch gelagerten und dadurch einen einstellbaren Drehpunkt für den Hebel abgebenden Bolzens 40 schwenkbar befestigt. Das eine Ende des Hebels 39 trägt ein Gewicht 41, das bei höherer Drehzahl der Maschine gegen die Spannung einer Feder 43 etwa in die durch gestrichelte Linien angedeutete Lage 42 nach außen gezogen wird. Bei niedriger Drehzahl wird dagegen der Hebel 39 durch die Feder 43 bis in die ebenfalls durch gestrichelte Linien angedeutete Stellung 44 nach innen gezogen, da in diesem Fall die Zentrifugalkräfte nicht mehr überwiegen.The blades 26 are rotated relative to the blades 27 hydraulically via a control device 35 which is also accommodated in the housing 21 but is separated from the chamber 25 by a wall 36. This control device is shown in more detail in FIG. On the shaft 14, a fastening part 37 is keyed or fastened in some other way, which, together with the shaft 14, encircles a chamber 38 of the housing 21. A lever 39 is pivotally attached to this attachment part 37 with the aid of an eccentrically mounted bolt 40 which is shown in FIG. 7 and thereby provides an adjustable pivot point for the lever. One end of the lever 39 carries a weight 41 which, at a higher speed of the machine, is pulled outwards against the tension of a spring 43, for example into the position 42 indicated by dashed lines. At low speed, on the other hand, the lever 39 is pulled inward by the spring 43 into the position 44 also indicated by dashed lines, since in this case the centrifugal forces no longer predominate.

Weiterhin ist eine Ventilanordnung 50 vorgesehen, deren Gehäuse 51 mittels Schrauben 36 a oder anderer Mittel an der Wandung 36 befestigt ist und einen Kolben 52 aufnimmt. Das andere Ende des mit einem Gewicht versehenen Hebels 39 ist über ein Gelenk 53 mit dem Ventilkolben 52 verbunden. Das Ventilgehäuse 51 weist eine Einlaßöffnung 54 sowie Auslaßöffnungen 55 und 56 für ein, Druckmittel auf. Die Enden des Gehäuses sind offen und bilden so einen Auslaß zur Kammer 38. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, weist die Wandung 36 eine Bohrung 57 auf, die den Ventileinlaß 54 mit einer im Inneren der Welle 14 vorgesehenen Druckölleitung 58 verbindet, so daß der Mittelteil des Ventils 50 dauernd unter Flüssigkeitsdruck steht. In Normalstellung schließt der Kolben 52 die Druckauslässe 55 und 56. Diese Lage wird als Gleichgewichtslage bezeichnet, in der kein Öl, weder in der einen noch in der anderen Richtung, durch die Ein- bzw. Auslässe fließt.Furthermore, a valve arrangement 50 is provided, the housing 51 of which is fastened to the wall 36 by means of screws 36 a or other means and receives a piston 52 . The other end of the lever 39 provided with a weight is connected to the valve piston 52 via a joint 53 . The valve housing 51 has an inlet opening 54 and outlet openings 55 and 56 for a pressure medium. The ends of the housing are open and thus form an outlet to the chamber 38. As shown in FIG. 3 , the wall 36 has a bore 57 which connects the valve inlet 54 to a pressure oil line 58 provided in the interior of the shaft 14, so that the central part of the valve 50 is permanently under liquid pressure. In the normal position, the piston 52 closes the pressure outlets 55 and 56. This position is referred to as the equilibrium position in which no oil flows through the inlets or outlets, either in one or the other direction.

Beim Ansteigen oder Absinken der Drehzahl der Maschine wird der Kolben 52 aus seiner Gleichgewichtslage nach der einen oder anderen Seite verschoben und gibt dabei den einen Druckmittelauslaß für das Druckmittel und den anderen Druckmittelauslaß zur Kammer 38 hin frei. Der Auslaß 55 steht in Verbindung mit Bohrungen 55,a, 55 b und 55 c in der Wandung 36, und der Auslaß 56 steht in ähnlicher Weise in Verbindung mit Bohrungen56a, 56b und 56c. When the speed of the machine rises or falls, the piston 52 is shifted from its equilibrium position to one side or the other and releases one pressure medium outlet for the pressure medium and the other pressure medium outlet to the chamber 38 . The outlet 55 is in communication with bores 55, a, 55 b and 55 c in the wall 36, and the outlet 56 is in communication in a similar manner with bores 56a, 56b and 56c.

Die Kammer 25 ist durch die Schaufeln 26 und 27 in einzelne AbteileA, B, C und D unterteilt. Die Abteile B und D stehen mit den Bohrun2en 55 a, 55 b und 55 c über Durchlässe 60 und 61 in Verbindung, ebenso die Abteile A und C mit den Bohrungen 56 a, 56b und 56c über Durchlässe 62 und 63. The chamber 25 is divided into individual compartments A, B, C and D by the blades 26 and 27 . The compartments B and D are connected to the bores 55 a, 55 b and 55 c via passages 60 and 61 , likewise the compartments A and C with the bores 56 a, 56b and 56c via passages 62 and 63.

Ist die Anordnung in Betrieb, so läuft die Welle 14 mit der gleichen Drehzahl wie die Maschine um. Zum Zwecke der Erläuterung sei angenommen, daß bei normaler Drehzahl der Maschine das Gewicht 41 des Steuennechanismus 35 die in Fig. 4 durch die ausgezogenen Linien dargestellte Lage einnimmt. Zwar versucht die Zentrifugalkraft, das Gewicht 41 nach außen zu ziehen, doch wird diese Kraft gerade durch die Spannung der Feder 43 ausgeglichen. Als Anfangslage der Schaufeln 26 und 27 wird weiterhin diejenige Lage angenommen, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Die Kammer 25 ist mit nichtkompressiblem Öl gefüllt, so daß die mit der Welle 14 verbundenen Schaufeln 27 die Schaufeln 26 des Gehäuses 21 antreiben und das Gehäuse mit der gleichen Drehzahl wie die Welle 14 umläuft, wobei es die Brennstoffeinspritzpumpe12 über das Ritzel22 und die Zahnräder23 in einem festgelegten Verhältnis zur Motordrehzahl antreibt.If the arrangement is in operation, the shaft 14 rotates at the same speed as the machine. For the purpose of explanation it is assumed that at normal speed of the machine the weight 41 of the control mechanism 35 assumes the position shown in FIG. 4 by the solid lines. The centrifugal force tries to pull the weight 41 outwards, but this force is compensated for by the tension of the spring 43. The initial position of the blades 26 and 27 continues to be that position as shown in FIG. 2. The chamber 25 is filled with non-compressible oil , so that the blades 27 connected to the shaft 14 drive the blades 26 of the housing 21 and the housing rotates at the same speed as the shaft 14, the fuel injection pump 12 via the pinion 22 and the gears 23 in FIG drives a fixed ratio to the engine speed.

Wenn nun die Drehzahl der Maschine ansteigt, ist es wünschenswert, den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung vorzuverlegen. Dies wird durch eine Verschiebung des Gehäuses 21 in bezug auf die Welle 14 erreicht, die ja direkt von der Kurbelwelle der Maschine angetrieben ist. Diese Verschiebung tritt selbsttätig durch folgende Vorgänge auf: Beim Ansteigen der Drehzahl schwingt das Gewicht 41 nach außen in die in Fig. 4 durch gestrichelte Linien angedeutete Lage 42. Der dabei um den Punkt 40 verschwenkte Hebel 39 verlagert den Kolben 52 nach links aus seiner vorstehend beschriebenen und angenommenen Gleichgewichtslage, wobei die Durchlässe 54 und 55 miteinander verbunden werden und der Durchlaß 56 in Verbindung mit dem offenen Auslaß am rechten Ende des Ventilgehäuses 51 kommt. Hierbei strömt unter Druck stehendes Öl aus der Leitung 58 in der Welle 14 durch die Bohrung 57 zum Einlaß 54 des Ventils 50 und gelangt dort sofort durch den Auslaß 55 in die Bohrungen 55a, 55b und 55c, von wo aus es über die Durchlässe 60 und 61 in die Abteile B und D gelangt. Hierdurch werden die diese Abteile begrenzenden Schaufeln auseinandergedrückt, und das Gehäuse 21 verdreht sich gemäß Fig. 2 im Uhrzeigersinn. Hierdurch wird die Arbeitsweise der durch das Gehäuse 21 angetriebenen Pumpen 12 verändert. Die Verschiebung des Gehäuses ist durch Sperren 29 begrenzt, gegen die die Schaufeln 27 anschlagen.Now, when the engine speed increases, it is desirable to advance the fuel injection timing. This is achieved by moving the housing 21 with respect to the shaft 14, which is of course driven directly by the crankshaft of the machine. This shift occurs automatically through the following operations of:. Upon increase of the speed of the weight 41 swings outwardly in the direction indicated in Figure 4 by dashed lines to the position 42. The thereby pivoted about the point 40 lever 39 moves the piston 52 to the left from its above- described and assumed equilibrium position, wherein the passages 54 and 55 are connected to one another and the passage 56 comes into connection with the open outlet at the right end of the valve housing 51. Here, pressurized oil flows from the line 58 in the shaft 14 through the bore 57 to the inlet 54 of the valve 50 and there immediately passes through the outlet 55 into the bores 55a, 55b and 55c, from where it passes through the passages 60 and 61 enters compartments B and D. As a result, the blades delimiting these compartments are pushed apart, and the housing 21 rotates clockwise according to FIG. 2. This changes the mode of operation of the pumps 12 driven by the housing 21. The displacement of the housing is limited by locks 29 against which the blades 27 strike.

Das in den Abteilen A und C befindliche Öl wird durch die Durchlässe 62 und 63 in die Bohrungen 56 a, 56 b und 56 c hinausgedrückt und gelangt durch den Durchlaß 56 des Ventils 50 und dessen AuSlaß in die Kammer 38. Die Endwandung des Gehäuses 21 ist, wie in Fig. 5 dargestellt, mit öffnungen 70 versehen, durch die das Öl in das Innere der Maschine abfließen kann. The oil in compartments A and C is pushed out through passages 62 and 63 into bores 56 a, 56 b and 56 c and passes through passage 56 of valve 50 and its outlet into chamber 38 is, as shown in Fig. 5 , provided with openings 70 through which the oil can flow into the interior of the machine.

Die Verdrehung des Gehäuses 21 erfolgt in Fig. 4 entgegen dem Uhrzeigersinn, da die Fig. 2 und 4 Schnittansichten nach entgegengesetzer Richtung sind. Da das Ventilgehäuse51 an der Wandung36 des Gehäuses21 befestigt ist, bewirkt eine Verdrehung bzw. Verschiebung des Gehäuses21 entgegen dem Uhrzeigersinn (Fig.4) eine Verlagerung des Ventilgehäuses51 nach links, wobei der Kolben in - seine ursprüngliche Gleichgewichtslage zurückkehrt und dabei die Durchlässe 55 und 56 wieder schließt, so daß das öl in den Abteilen B und D eingeschlossen und damit das Gehäuse in seiner verschobenen bzw. verdrehten Lage gehalten wird.The rotation of the housing 21 takes place counterclockwise in FIG. 4, since FIGS. 2 and 4 are sectional views in the opposite direction. Since the Ventilgehäuse51 is fixed to the Wandung36 of Gehäuses21, causes a rotation or displacement of the Gehäuses21 counterclockwise (Figure 4) a displacement of the Ventilgehäuses51 to the left, with the piston in - returns to its original equilibrium position, while the passages 55 and 56 closes again so that the oil is enclosed in compartments B and D and thus the housing is held in its shifted or twisted position.

Beim Langsamerwerden des Motors wird das Gewicht 41 durch die Feder 43 bis in die durch gestrichelte Linien dargestellten Lage 44 nach innen bewegt, wobei der Kolben aus seiner Gleichgewichtslage nach rechts verlagert wird. Hierbei strömt öl in die Abteile A und C und aus den Abteilen B und D, wobei das Gehäuse entgegen dem Uhrzeigersinn (Fig. 2) bzw. im Uhrzeigersinn (Fig. 4) verdreht wird. Hierdurch wird der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung entsprechend dem Grad der Abnahme der Drehzahl der Maschine zurückverlegt. Die einzige Einstellung, die im Mechanismus 35 nötig ist, besteht in einer Verlagerung des in den Fig. 4 und 7 dargestellten exzentrischen Bolzens 40, der den Drehpunkt des Hebels 39 verschiebt, wodurch die gegenseitige Lage, des Kolbens 52 im Gehäuse 51 eingestellt werden kann.When the motor slows down, the weight 41 is moved inward by the spring 43 as far as the position 44 shown by dashed lines, the piston being displaced to the right from its equilibrium position. Here, oil flows into compartments A and C and out of compartments B and D, the housing being rotated counterclockwise (Fig. 2) or clockwise (Fig. 4). As a result, the time of fuel injection is shifted back in accordance with the degree of decrease in the engine speed. The only adjustment that is necessary in the mechanism 35 consists in a displacement of the eccentric bolt 40 shown in FIGS. 4 and 7 , which moves the pivot point of the lever 39 , whereby the mutual position of the piston 52 in the housing 51 can be adjusted .

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Injection timing adjuster for injection internal combustion engines, consisting of a hydraulic coupling provided in the injection pump drive, the drive and output shafts of which are automatically rotated against each other depending on the drive shaft speed, with a coupling housing that is alternately connected to the drive shaft and to the coupling housing rigidly connected to the output shaft rigidly attached radial blades divided into compartments of variable size, a liquid-filled chamber, one via connecting lines on the one hand with a pressurized liquid inflow and a liquid outflow and on the other hand with the chamber compartments in connection and the inflow and outflow of liquid to the individual compartments and thus for the purpose of setting the mutual angular position of An - and output shaft the size ratio of two adjacent compartments regulating control valve and a centrifugally actuated control means for the control valve, characterized in, that the control valve (50) is arranged directly on a chamber housing end wall (36) containing the connecting lines (57 or 55 ac, 56 ac) to the pressure fluid source and to the chamber compartments (A, B, C, D) .

2. Coupling according spoke 1, characterized in that the control valve (50) - as known per se in injection timing adjusters - is a piston valve with an axially displaceable piston. Documents considered: German Patent No. 863 149; British Patent No. 561811; USA. Patent Nos. 2,488,361, 2,708,354.