DE1172473B

DE1172473B - Steuerung von Einspritz-Brennkraftmaschinen, insbesondere mit mehr als einem Einlass- und/oder Auslassventil

Info

Publication number: DE1172473B
Application number: DED31565A
Authority: DE
Inventors: Lothar Rubenbauer
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1959-09-26
Filing date: 1959-09-26
Publication date: 1964-06-18

Description

Steuerung von Einspritz-Brennkraftmaschinen, insbesondere mit mehr als einem Einlaß-und/oder Auslaßventil Die Erfindung betrifft eine Steuerung von Einspritz-Brennkraftmaschinen, insbesondere mit mehr als einem Einlaß- und bzw. oder Auslaßventil, wobei Ein- und Auslaß über Kipphebel, die Einspritzpumpe desselben Zylinders dagegen über einen Stößel durch einen gemeinsamen Nocken gesteuert werden.
Bei einer bekannten Steuerung der vorstehenden Art besitzen die Kipphebel und Stößel drehbare Rollen, mit denen sie am Steuernocken anliegen. Durch die Kreisform und die Drehbarkeit der Rollen kann die Abstimmung der Nockenform zur Stößel- und Kipphebelform nur in geringem Maß erfolgen. Dadurch lassen sich keine optimalen Erhebungen und Beschleunigungen für Ventile bzw. Pumpe erreichen. Bei der bekannten Anordnung lagert jeder Kipphebel auf einem besonderen Lagerzapfen. Diese breite Bauweise ist nicht für Motoren mit obenliegender Nokkenwelle geeignet. Bei einer anderen bekannten Steuerung, die ebenfalls Rollen an den Kipphebeln verwendet, wird die Einspritzdüse vom Kipphebel des Einlaßventils so gesteuert, daß sie während des Saughubes offen ist.
Es sind weiterhin aus Düse und Pumpe bestehende Kraftstoff-Einspritzgeräte bekannt, welche im Zylinderkopf liegen und direkt oder über Hebelanordnungen durch einen auf der Nockenwelle angeordneten Nocken gesteuert werden. Bei dieser bekannten Steuerung wird nur ein Ventil von demselben Nocken mitgesteuert. Außerdem sind Zwischenhebel vorgesehen und zwei Nockenwellen mit mehr als einem auf ihr angeordneten Nocken erforderlich.
Bei anderen bekannten Anordnungen werden entweder beide Ventile durch eine obenliegende Nokkenwelle oder jeweils ein Ventil und die: Einspritzpumpe durch Stößel durch denselben Nocken gesteuert.
Aufgabe der Erfindung ist, eine einfache, billige und eng bauende Ventil- und Kraftstoff-Einspritzsteuerung für Brennkraftmaschinen eingangs angeführter Art zu schaffen. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ventile, die Nockenwelle und die mit der Einspritzdüse zu einem Kombinations-Einspritzgerät zusammengefaßte Einspritzpumpe-wie an sich bekannt -amZylinderkopf angeordnet sind und daß die mit dem Nocken zusammenarbeitenden Laufflächen an den Kipphebeln und am Stößel gegenüber den Kipphebeln bzw. dem Stößel unbeweglich sind.
Es ist zwar allgemein bekannt, die Laufflächen an den Kipphebeln oder Stößeln diesen gegenüber unbeweglich auszuführen, jedoch wurde diese Maßnahme bisher nur bei Einzelsteuerungen und nicht im Zusammenhang mit den anderen Erfindungsmerkmalen angewendet. Die Erfindung kann weiterhin noch dadurch weitergebildet werden, daß die Kipphebel für Einlaß- und Auslaßventil in an sich bekannter Weise gemeinsam auf einer parallel zur Nockenwelle angeordneten Welle gelagert sind. Dabei sind dann beide Wellen - wie ebenfalls an sich bekannt - beiderseits des Nockens gelagert, und für diese Lagerung sind Lagerböcke vorgesehen, die im Gegensatz zur bekannten Lösung beide Wellen gemeinsam umfassen und am Zylinderkopf befestigt sind.
Diese Anordnung hat den Vorteil eines einfachen Aufbaues und ist besonders bei Ventilsteuerungen mit mehr als zwei Ventilen pro Zylinder vorteilhaft, da in diesen Fällen das Kraftstoff-Einspritzgerät etwa in der Mitte des Zylinders angeordnet sein kann und die jeweiligen Ventilgruppen durch einfache oder gegabelte Kipphebel - wie an sich bekannt - leicht zu steuern sind. Weiterhin wird durch die Verwendung eines Nockens eine schmale Bauweise der Kipphebelanordnung erreicht, so daß die Nockenwelle und die Welle für die Kipphebellagerung auf beiden Seiten jedes Zylinders mit geringem Abstand durch Lagerböcke abgestützt werden können. Die dadurch erreichte geringe Durchbiegung der Nockenwelle und der Welle für die Kipphebellagerung, sowie durch die steifen Lagerböcke ergibt eine gute Annäherung der tatsächlichen an die theoretische Ventilerhebung. Außerdem läßt sich diese Anordnung leicht montieren.
Es ist allgemein bekannt, daß zwischen der Nokkenform und dem Stößelradius bestimmte Zusammenhänge bestehen. Ausgehend von dieser allgemeinen Lehre schlägt die Erfindung vor, daß die Nockenform nach der Erhebungscharakteristik des Einspritzgerätes festgelegt wird und daß die Anpassung an die Erhebungscharakteristik des Einlaß- und Auslaßventils durch die Formgebung der entsprechenden Kipphebelballen erfolgt. Selbstverständlich ist es auch möglich, eine bestimmte Nockenform zu wählen, z. B. aus Gründen der Herstellung und dann Ventil und Einspritzerhebung durch Formgebung der entsprechenden Kipphebelballen und Stößel an diesen Nocken anzupassen.
Wie die erfindungsgemäße Nockensteuerung ausgeführt sein kann, zeigt das Ausführungsbeispiel. Die Zeichnung zeigt eine Nockensteuerung eines Vierventilers im Schema.
In dem Zylinderkopf 1 sitzen Einlaßventile 2 und Auslaßventile 3, welche durch Ventilfedern und Federteller 4 und 5 in der Schließlage gehalten werden. Die Ventile 2 und 3 werden über Kipphebel 6 und 7, welche mit ihren Ballen 8 und 9 auf dem Nocken 10 aufliegen, betätigt.
Der Nocken 10 ist auf einer zwischen den Einlaß-und Auslaßventilen angeordneten Nockenwelle 11 aufgebracht. Die Lagerung der Kipphebel 6 und 7 erfolgt durch die Welle 12. Unter der Nockenwelle 11 ist das Kraftstoff-Einspritzgerät 13 im Zylinderkopf 1 angeordnet. Es wird unmittelbar durch den Nocken 10 betätigt.
Die Lagerung der Nockenwelle 11 und der Welle 12 der Kipphebellagerung kann beiderseits des Einspritzgerätes 13 in je einem gemeinsamen Lagerbock 14 erfolgen, welcher zweckmäßigerweise in einer Aussparung 15 des Zylinderkopfes 1 befestigt ist. Die Einlaßventile 2 und Auslaßventile 3 verbinden den Ansaugkanal 16 und den Abgaskanal 17 im Zylinderkopf mit dem Verbrennungsraum 18, der nach unten mit dem Kolben 19 abgeschlossen wird.
Der Steuerungsablauf im dargestellten Beispiel ist folgender: Das Kraftstoff-Einspritzgerät 13 spritzt in die verdichtete Luft im Verbrennungsraum 18. Der Kolben 19 bewegt sich unter dem Gasdruck nach unten. Bevor der Kolben 19 den unteren Totpunkt erreicht, die Nockenwelle 11 sich also um etwa 90° in Pfeilrichtung weitergedreht hat, ist der Auslaß entsprechend der Nockenerhebung a geöffnet. Bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 19, dem Gasausschieben, ergibt sich im oberen Totpunkt eine überschneidung der Ventilsteuerzeiten. Der Nocken 10 steht mit seiner maximalen Erhebung gegenüber dem Kraftstoff-Einspritzgerät 13 und hält die Auslaß- und Einlaßventile gemeinsam etwas offen. Beim Abwärtsbewegen des Kolbens zum Saughub hat sich der Auslaß geschlossen, die Einlaßventile 2 sind geöffnet und bleiben noch nach Erreichen vom unteren Totpunkt am Anfang des Verdichtens offen und schließen, wenn sich der Nocken 10 in der strichpunktierten Stellung befindet. Kurz vor dem oberen Totpunkt betätigt der Nocken 10 das Kraftstoff-Einspritzgerät 13 und ein neues Arbeitsspiel des Viertaktmotors beginnt. Für einen Zweitaktmotor gilt Entsprechendes.

Claims

Patentansprüche: 1. Steuerung von Einspritz-Brennkraftmaschinen, insbesondere mit mehr als einem Einlaß- und/oder Auslaßventil, wobei Ein- und Auslaß über Kipphebel, die Einspritzpumpe desselben Zylinders dagegen über einen Stößel durch einen gemeinsamen Nocken gesteuert werden, d a -durch gekennzeichnet, daß die Ventile, die Nockenwelle und die mit der Einspritzdüse zu einem kombinierten Einspritzgerät zusammengefaßte Einspritzpumpe -wie an sich bekanntam Zylinderkopf angeordnet sind, und daß die mit dem Nocken zusammenarbeitenden Laufflächen an den Kipphebeln und am Stößel gegenüber den Kipphebeln bzw. dem Stößel unbeweglich sind.
2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kipphebel (6 und 7) für Eimaß und Auslaß in an sich bekannter Weise gemeinsam auf einer parallel zur Nockenwelle (11) angeordneten Welle (12) gelagert sind.
3. Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle (11) und die Welle (12) in an sich bekannter Weise beiderseits des Nockens (10) gelagert sind und hierfür ein gemeinsamer Lagerbock (14) am Zylinderkopf befestigt ist.
4. Steuerung nach einem der Ansprüche bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenform des Nockens (10) nach der Charakteristik des Kraftstoff-Einspritzgerätes (13) ausgebildet ist und die Anpassung der Charakteristik des Einlaß- und Auslaßventils durch entsprechende Formgebung der Kipphebelballen (8 und 9) erfolgt.
5. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei bestimmter Nockenform des Nockens (10) die Anpassung der Charakteristiken von Einlaß- und Auslaßventil und des Kraftstoff-Einspritzgerätes (13) durch entsprechende Formgebung am Stößel des Kraftstoff-Einspritzgerätes (13) und an den Kipphebelballen (8 und 9) erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 213 879, 340 800, 818 439; deutsche Patentanmeldung p 28802 I a / 46 b1 D (bekanntgemacht am 17. 5. 1951); französische Patentschrift Nr. 869 871; britische Patentschrift Nr. 508 345; W.-D. B e n s i n g e r, »Die Steuerung des Gaswechsels in schnellaufenden Verbrennungsmotoren«, Berlin 1955, S. 26.