DE1218796B - Vorrichtung zur selbsttaetigen AEnderung des Zeitpunktes der Brennstoffeinspritzung in Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F02d

Deutschem.: 46b2-16

Nummer: 1218 796

Aktenzeichen: B 604041 a/46 b2

Anmeldetag: 9. Dezember 1960

Auslegetag: 8. Juni 1966

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur selbsttätigen Änderung des Zeitpunktes der Brennstoffeinspritzung in Brennkraftmaschinen, bei der eine die Welle der Einspritzpumpe mit ihrer Antriebswelle verbindende Gewindebuchse axial durch einen veränderlichen Flüssigkeitsdruck entgegen der Wirkung einer Rückstellkraft verschoben wird, wobei zur Erzeugung des veränderlichen Druckes eine volumetrische Pumpe dient, welche mit einer der Drehzahl der Brennkraftmaschine proportionalen Drehzahl angetrieben wird und an deren Förderleitung ein regelbares Leck vorgesehen ist, und wobei der zur Verstellung der Gewindebuchse dienende Druck an einer vor dem Leck liegenden Stelle der Förderleitung abgezweigt wird.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Bauaxt (deutsche Patentschrift 723 144) dient zur Erzeugung des drehzahlabhängigen Druckes eine Drosselöffnung mit konstantem Querschnitt. Durch eine derartige Drosselstelle sind aber die Veränderungen des Druckverlaufs der volumetrischen Pumpe sehr rasch und können nicht einem beliebigen Gesetz unterworfen Averden bzw. den Verhältnissen angepaßt werden, die sich ergeben, wenn die Drehzahländerungen des von der Einspritzpumpe gespeisten Motors sich über einen weiten Bereich erstrecken. Dies zu ermöglichen ist Aufgabe der Erfindung.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß das die Größe des Lecks regelnde Steuerglied von dem vor dem Leck in der zwischen volumetrischer Pumpe und Leck im wesentlichen ungedrosselten Förderleitung der volumetrischen Pumpe herrschenden Druck betätigt wird und zur Vermeidung zu rascher Druckänderungen in der Förderleitung bei Drehzahländerungen der Brennkraftmaschine derart angeordnet ist, daß es bei Erhöhung des Förderdruckes den Durchtrittsquerschnitt des Lecks vergrößert, dagegen bei Verringerung des Drucks den Durchtrittsquerschnitt des Lecks verkleinert.

Bei der obenerwähnten bekannten Vorrichtung ist ebenfalls ein Steuerglied vorgesehen, das durch den Förderdruck der volumetrischen Pumpe betätigt wird. Dieses Steuerglied hat jedoch die Aufgabe, den Druck hinter der genannten Drosselstelle konstant zu halten. Dieses Steuerglied kann daher nicht zur Änderung des Einspritzzeitpunktes dienen.

Bei einer Vorrichtung, bei der die zur Veränderung des Brennstoffeinspritzzeitpunkts dienende volumetrische Pumpe gleichzeitig auch die Zuführpumpe für den Zylinder der Einspritzpumpe bildet, und die Einlaßöffnung des Zylinders der Einspritzpumpe an das vor dem Leck liegende Druckleitungssystem der Vorrichtung zur selbsttätigen Änderung des
Zeitpunktes der Brennstoffeinspritzung in
Brennkraftmaschinen

Anmelder:

Societe Anonyme pour !'Exploitation
des Precedes Chimiques et Physiques,
Zug (Schweiz)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Lampert, Patentanwalt,

Stuttgart W, Breitscheidstr. 4

Als Erfinder benannt:
Pierre Etienne Bessiere,
Neuilly-sur-Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 10. Dezember 1959 (812 698),
vom 19. September 1960 (838 927)

volumetrischen Pumpe angeschlossen ist, besteht eine Weiterbildung der Erfindung darin, daß in der Zweigleitung, welche den Förderdruck der volumetrischen Pumpe der Vorrichtung zur Verstellung des Einspritzzeitpunktes zuführt, ein Verscblußglied eingeschaltet ist, das durch den Förderdruck der volumetrischen Pumpe in an sich bekannter Weise derart betätigt wird, daß es die Zweigleitung öffnet, sobald der Förderdruck der volumetrischen Pumpe einen bestimmten Wert erreicht hat, der einer Drehzahl der Brennkraftmaschine entspricht, die oberhalb der Mindestdrehzahl derselben liegt.

Bei einer Vorrichtung zur Änderung des Einspritzzeitpunktes anderer Bauart ist ebenfalls ein Verschlußglied vorgesehen, das jedoch dazu dient, den Druck der Zuführpumpe in einem bestimmten Drehzahlbereich nur auf einen Teil der Verstelleinrichtung einwirken zu lassen, während bei der oben beschriebenen Weiterbildung der Erfindung die gesamte zur Veränderung des Einspritzzeitpunktes dienende Vorrichtung abgesperrt wird.

Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung eine Brennstoffeinspritz-

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pumpe mit einer Vorrichtung zur selbsttätigen Änderung des Einspritzzeitpunktes.

Bei der dargestellten Pumpe dient der Kolben gleichzeitig als Verteiler zur aufeinanderfolgenden Brennstoffeinspritzung in verschiedene Motorzylinder aus einer einzigen Arbeitskammer der Pumpe.

Die hin- und hergehende Bewegung des in dem Zylinder 2 arbeitenden Kolbens 1 der Pumpe wird durch eine Welle 3 erzeugt, welche hohl ist und einen Nocken 4 trägt, welcher das untere Ende des KoI-bensl über eine Rolle 5 betätigt, welche in einem Stößel 6 gelagert ist, gegen welchen das untere Ende des Kolbens 1 durch eine Feder 7 gedrückt wird, deren oberes Ende sich an einem axial festen Teil abstützt, während ihr unteres Ende auf einen Teller 8 wirkt, der sich auf einem Flansch 9 an dem unteren Ende des Kolbens 1 abstützt, wobei eine Platte 10 zwischen dem Flansch 9 und dem Stößel 6 angeordnet ist.

Die Speisung der Arbeitskammer des Zylinders 2 erfolgt über einen in der Wand des Zylinders ausgebildeten Speisekanal 11 und einen in dem Kolben 1 ausgebildeten Kanal 12, wenn diese beiden Kanäle 11 und 12 miteinander in Verbindung stehen, was der Fall ist, wenn sich der Kolben 1 an seinem unteren Totpunkt befindet, d. h. in der dargestellten Stellung. Ferner münden in die Seitenwand des Zylinders 2 mehrere Förderkanäle 13 (von denen nur einer dargestellt ist), deren jeder mit einem Rückschlagventil 14 versehen ist, wobei jeder Förderkanal während der ganzen Dauer eines Förderhubes mit der Arbeitskammer des Zylinders 2 über eine Nut 15 in Verbindung steht, welche in der Seitenwand des Kolbens 1 ausgebildet ist, welcher durch weiter unten beschriebene Einrichtungen in Umdrehung versetzt wird, um die Aufgabe eines Verteilers zu erfüllen. Die Förderung des Brennstoffs in jeden Förderkanal 13 und die Speisung eines nicht dargestellten Einspritzventils, zu welchem der Förderkanal führt, beginnen, sobald der Kolben 1 zu Beginn seines Aufwärtshubes (Förderhubes) die Kanäle 11 und 12 voneinander getrennt hat.

Die Nockenwelle 3 wird von einer Welle 16 angetrieben, welche mit Hilfe von Wälzlagern 17, 18 in dem Gehäuse 19 der Pumpe gelagert ist. Diese Welle 16 wird von der Welle des Motors, an welchem die Einspritzpumpe angebracht ist, so angetrieben, daß die Winkelstellungen der Welle 16 in jedem Augenblick stets den gleichen Winkelstellungen der Motorwelle entsprechen. Die Hohlwelle 3 ist auf einer Verlängerung 16 α der Welle 16 so gelagert, daß sie sich auf dieser Welle drehen, aber nicht axial gegenüber dieser verschieben kann. Die Verbindung zwischen der Welle 16 und der Welle 3 wird durch eine Gewindebuchse 20 hergestellt, welche durch Schraubenverzahnungen geringer Steigung 21, 22 mit entsprechenden auf der Welle 16 bzw. der Welle 3 vorgesehenen Schraubenverzahnungen im Eingriff steht. Die Verzahnungen 21, 22 haben entgegengesetzte Steigungen. Diese Buchse verbindet somit die Wellen 16 und 3 drehfest, wobei sie gleichzeitig eine Veränderung der Winkelstellung der Welle 3 gegenüber der Welle 16 und somit eine Veränderung der Voreilung der Einspritzung bewirkt, wenn sie axial verschoben wird.

Zur Erzeugung dieser Axialverschiebung der Buchse 20 in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors ist ein ringförmiger Druckzylinder vorgesehen, welcher die Buchse 20 umgibt und in dem Gehäuse 19 der Pumpe angeordnet ist. Der ringförmige Kolben 23 des Druckzylinders hat die Form eines Stufenkolbens, dessen beide Stufen in zwei Bohrungen 24, 25 verschiedenen Durchmessers des Gehäuses der Pumpe gleiten, derart, daß ein freier Raum 26 zwischen der die Außenflächen des Stufenkolbens 23 trennenden Schulter und die die Innenflächen der Bohrungen 24 und 25 trennenden Schulter vorhanden ist, der die Arbeitskammer des Druckzylinders bildet, in welcher eine Druckflüssigkeit wirksam wird, deren Druck sich mit der Drehzahl des Motors ändert und den Stufenkolben 23 entgegen der Kraft einer Rückholfeder 27 auf der Zeichnung nach links zu verschieben sucht.

Die ringförmige Schulter des Kolbens 23 wirkt über einen Reibring 52 auf einen Bund 51 der Gewindebuchse 20. Die Feder 27 stützt sich am einen Ende an dem Bund 51 der Buchse 20 und am anderen Ende an der Schulter 53 eines Teils 54 ab, der zwischen dem sich drehenden Ring 17 α des Wälzlagers 17 und einer Schulter der Welle 16 angeordnet ist. Die Feder 27 stützt sich somit an ihren beiden Enden an sich drehenden Teilen ab und dreht sich mit diesen um die Achse der Welle 16. Der Reibring 52 ist auf beiden Seiten mit radial liegenden Schmiernuten 55 zur Vermeidung des Festfressens versehen.

Hinsichtlich der Veränderung des Zeitpunktes der Einspritzung durch eine Axialverschiebung der Buchse 20 geht aus den obigen Ausführungen hervor, daß bei einer Zunahme des Drucks der Flüssigkeit in der Arbeitskammer 26 des Druckzylinders der Kolben 23 und mit ihm die Buchse 20 nach links verschoben werden, was eine Drehung der Welle 3 gegenüber der Welle 16 in einem Sinn zur Folge hat, während die Bewegung des Kolbens 23 und somit die Drehung der Welle 3 in bezug auf die Welle 16 in entgegengesetztem Sinn erfolgen, wenn der Druck in der Kammer 26 abnimmt.

Die in der Bohrung 25 gleitende Stufe des Kolbens 23 ist so verlängert, daß die am Ende dieser Stufe liegende Kante 23 α niemals in diese Bohrung eintritt.

Zur Erzeugung der Druckschwankungen in der Kammer 26 in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors wird eine volumetrische Pumpe benutzt, insbesondere eine Zahnradpumpe 31, 32, welche mit einer zu der Drehzahl des Motors proportionalen Drehzahl angetrieben wird und Flüssigkeit in einen Kanal 33 fördert, an dem ein Leck 34 vorgesehen ist und der zu der Arbeitskammer 26 des Druckzylinders führt. Bekanntlich erhält man mit einer derartigen Vorrichtung Drücke in der Kammer 26, welche bei zunehmender Drehzahl der Pumpe 31, 32 zunehmen und bei abnehmender Drehzahl der Pumpe abnehmen. Zur Vermeidung von zu schnellen Druckschwankungen wird der Querschnitt des Lecks durch ein Abschwächungsventil gesteuert, welches die Form eines einfachen Kolbens 56 haben kann, auf welchen einerseits der in dem Kanal 33 herrschende Druck und andererseits eine Gegenfeder 57 wirken, wobei die Ausbildung so getroffen ist, daß das Abschwächungsventil den freien Querschnitt des Lecks vergrößert, wenn der Druck in dem Kanal 33 zunimmt, und den Querschnitt verkleinert, wenn der Druck in dem Kanal 33 abnimmt. Zur Erzielung der günstigsten Änderung des Zeitpunktes der Einspritzung bei jedem Motor, muß der (kreisförmige, rechteckige, dreieckige usw.) Querschnitt des Lecks so gewählt

werden, daß man für die Änderung des Druckes in der Kammer 26 ein Gesetz erhält, welches der günstigsten Änderung des Einspritzzeitpunktes entspricht.

Der Antrieb der Zahnradpumpe 31, 32 erfolgt durch die Hohlwelle 3, welche das Zahnrad 32 der Pumpe über ein Zahnrad 35 antreibt.

Bei der dargestellten Pumpe liefert die Zahnradpumpe 31, 32 den Steuerdruck für den zur Änderung des Einspritzzeitpunktes dienenden Druckzylinder und speist gleichzeitig den Zylinder der Einspritzpumpe mit Brennstoff über eine Leitung 58, welche den Speisekanal 11 der Einspritzpumpe mit dem Förderkanal 33 der Pumpe 31, 32 verbindet.

Hier ist zu bemerken, daß der Druckzylinder unvermeidliche Lecks aufweist, welche den Druck des von der Zahnradpumpe geförderten Brennstoffs verringern. Bei niedrigen Drehzahlen des Motors, z.B. beim Leerlauf, kann daher der Förderdruck der Zahnradpumpe infolge dieser Lecks für die Speisung der Einspritzpumpe ungenügend werden. Diese Gefahr ist besonders groß beim Anlassen bei kaltem Wetter. Bei höheren Drehzahlen des Motors ist jedoch der Förderdruck der Hilfspumpe trotz dieser Lecks reichlich ausreichend und erfordert sogar das Eingreifen des Abschwächungsventils. Andererseits ist bei niedrigen Drehzahlen eine Änderung des Zeitpunktes der Einspritzung unnötig.

Unter Berücksichtigung dieser Tatsachen ist ein Verschlußglied 59 in dem Kanal 33 an einer Stelle vorgesehen, welche hinter dem Anschluß der Leitung 58 an diesen Kanal und dem Leck 34 liegt. Dieses Verschlußglied wird in Abhängigkeit von dem Förderdruck der Zahnradpumpe 31, 32, d.h. in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors gesteuert. So kann das Verschlußgüed 59 durch einen Kolben gebildet werden, auf welchen im Sinn der Öffnung des Kanals 33 der Förderdruck der Zahnradpumpe 31, 32 und im Schließungssinn eine Feder 60 wirkt.

Solange der Motor mit einer verhältnismäßig niedrigen Drehzahl läuft, trennt das Verschlußglied 59 die Förderseite der Pumpe 31, 32 von der Kammer 26 des Druckzylinders, und die Lecks desselben können den Förderdruck der Pumpe nicht verringern, welcher ausschließlich durch das von dem Abschwächungsglied 56 gesteuerte Leck 34 bestimmt wird. Erst wenn die Drehzahl des Motors ansteigt, verstellt der Förderdruck der Pumpe 31, 32 das Verschlußglied 59 so weit, daß die Verbindung zwischen dieser Pumpe und dem die Voreilung verändernden Druckzylinder hergestellt wird.

Die Verdrehung des Kolbens 1, damit dieser seine Aufgabe als Verteiler erfüllt, erfolgt von der Welle 3 aus über das Zahnrad 35, welches mit der Verzahnung an dem Rand eines glockenförmigen Rades 45 im Eingriff steht. In der Nabe 46 dieses Rades ist eine Längsnut 47 angebracht, mit welcher ein an dem Kolben 1 befestigter Stift 48 im Eingriff steht, wobei die Ausbildung so getroffen ist, daß der Kolben 1 frei seine hin- und hergehenden Bewegungen unter der Einwirkung des Nockens 4 ausführen kann, dabei aber durch die Teile 3, 35 und 45 in Umdrehung um seine Achse versetzt wird.

Es ist noch zu bemerken, daß das glockenförmige Rad 45 in einer ein Lager bildenden Bohrung 49 des Gehäuses 19 drehbar gelagert ist und sich auf einem Nadellager 50 abstützt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur selbsttätigen Änderung des Zeitpunktes der Brennstoffeinspritzung in Brennkraftmaschinen, bei der eine die Welle der Einspritzpumpe mit ihrer Antriebswelle verbindende Gewindebuchse axial durch einen veränderlichen Flüssigkeitsdruck entgegen der Wirkung einer Rückstellkraft verschoben wird, wobei zur Erzeugung des veränderlichen Drucks eine volumetrische Pumpe dient, welche mit einer der Drehzahl der Brennkraftmaschine proportionalen Drehzahl angetrieben wird und an deren Förderleitung ein regelbares Leck vorgesehen ist, und wobei der zur Verstellung der Gewindebuchse dienende Druck an einer vor dem Leck liegenden Stelle der Förderleitung abgezweigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das die Größe des Lecks (34) regelnde Steuerglied (56) von dem vor dem Leck in der zwischen volumetrischer Pumpe (31, 32) und Leck im wesentlichen ungedrosselten Förderleitung der volumetrischen Pumpe herrschenden Druck betätigt wird und zur Vermeidung zu rascher Druckänderungen in der Förderleitung bei Drehzahländerungen der Brennkraftmaschine derart angeordnet ist, daß es bei Erhöhung des Förderdruckes den Durchtrittsquerschnitt des Lecks vergrößert, dagegen bei Verringerung des Drucks den Durchtrittsquerschnitt des Lecks verkleinert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die zur Veränderung des Brennstoffeinspritzzeitpunkts dienende volumetrische Pumpe gleichzeitig auch die Zuführpumpe für den Zylinder der Einspritzpumpe bildet und die Einlaßöffnung des Zylinders der Einspritzpumpe an das vor dem Leck liegende Druckleitungssystem der volumetrischen Pumpe angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zweigleitung (33), welche den Förderdruck der volumetrischen Pumpe der Vorrichtung (23, 20) zur Verstellung des Einspritzzeitpunktes zuführt, ein Verschlußglied (59) eingeschaltet ist, das durch den Förderdruck der volumetrischen Pumpe (31, 32) in an sich bekannter Weise derart betätigt wird, daß es die Zweigleitung (33) öffnet, sobald der Förderdruck der volumetrischen Pumpe einen bestimmten Wert erreicht hat, der einer Drehzahl der Brennkraftmaschine entspricht, die oberhalb der Mindestdrehzahl derselben liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 723 144, 895 995;
deutsche Auslegeschrift'Nr. 1055 878;
USA.-Patentschriften Nr. 2190 900, 2 372180,
2756725,2 910 975.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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