DE1526485C3

DE1526485C3 - Dekompresskmseinrichtung für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1526485C3
Application number: DE1526485A
Authority: DE
Inventors: Girard Stone West Hartford Conn. Haviland (V.St.A.)
Original assignee: Jacobs Manufacturing Co Hartford Conn (vsta)
Current assignee: Jacobs Manufacturing Co Hartford Conn (vsta)
Priority date: 1965-10-01
Filing date: 1966-09-10
Publication date: 1975-10-30
Also published as: DE1526485B2; SE307037B; GB1126269A; DE1526485A1; US3332405A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dekompressionseinrichtung für Brennkraftmaschinen, bei welcher mindestens ein durch Federkraft in Schließrichtung belastetes und durch einen von einer Nockenwelle getragenen Hauptnocken über einen Ventilbetätigungshebel zu den normalen Steuerzeiten in Öffnungsrichtung bewegbares Auslaßventil bei Dekompressionsbetrieb durch einen auf der Nockenwelle angeordneten Hilfsnocken im Sinn eines zusätzlichen Öffnens betätigbar ist, indem ein mit dem Hilfsnocken in Eingriff stehender Kolben mittelbar über eine in einem Raum eingeschlossene Flüssigkeit den Ventilbetätigungshebel bewegt, und bei 'Normalbetrieb der Raum aufgesteuert ist.

Es ist eine Dekompressionseinrichtung bekannt (US-PS 20 02 196), bei welcher der Hilfsnocken bei Betätigung eines Steuerhebels wirksam ist, um über einen hydraulischen Kolben Ventilbetätigungshebel zu betätigen. Jedoch wird der Hauptnocken durch die Wirkung des Steuerhebels daran gehindert, seinerseits den Ventilbetätigungshebel zum öffnen des Auslaßventils zu betätigen.

Es ist auch eine Einrichtung (GB-PS 9 12 138) bekannt, bei der für zusätzliches öffnen des Auslaßventils zusätzlich zu dem mit dem Hilfsnocken im Eingriff stehenden Kolben ein weiterer hydraulischer Kolben erforderlich ist, für dessen Einstellung ein hydraulischer Kolben und ein Zahnstangenmechanismus vorgesehen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dekompressionseinrichtung so auszubilden, daß zusätzliches Öffnen des Auslaßventils mit einfacheren Mitteln und ohne Beeinträchtigung des Arbeitens des Hauptnockens erreicht wird. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe, ausgehend von einer Dekompressionseinrichtung der einleitend genannten Art, dadurch gelöst, daß der Raum im Ventilbetätigungshebel ausgebildet ist, der Kolben im Ventilbetätigungshebel geführt ist und daß bei geschlossenem Raum der Kolben durch einen Vordruck der Flüssigkeit gegen die Kraft eines elastischen Rückstellelements in Eingriff mit dem Hilfsnocken gehalten ist.

Bei einer Dekompressionseinrichtung gemäß der Erfindung ist nur ein einziger Kolben für Übertragung der Öffnungsbewegung vom Hilfsnocken auf den Ventilbetätigungshebel erforderlich, wobei außerdem keine Einstellmittel für diesen Kolben benötigt werden. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Ausführung vergleichsweise raumsparend, und außerdem wird der Hauptnokken in seinem Arbeiten nicht beeinflußt und wirkt weiterhin bei jeder Umdrehung mit dem Ventilbetätigungshebel zusammen.

Den Gegenstand der Erfindung weiter ausbildender Merkmale sind in weiteren Ansprüchen unter Schutz gestellt.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung hervor, in welcher die Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert ist.

F i g. 1 ist eine schematische Ansicht eines Schwinghebels, welcher den Auslaßventilen eines Zylinders einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit Brennstoffeinspritzung (Dieselmaschine) zugeordnet ist, die eine obenliegende Nockenwelle aufweist, die mit dem Schwinghebel zusammenarbeitet;

F i g. 2 ist eine Schnittansicht nach Linie 2-2 der Fig.l;
F i g. 3 ist eine Einzelansicht, in welcher die Stellung des Hilfsnockens relativ zu der auf den Kolben drükkenden Feder dargestellt ist;

F i g. 4 und 5 sind den F i g. 1 und 2 entsprechende Ansichten im Betriebszustand des Dekompressionsbetriebs;

Fig.6 ist eine der Fig.2 ähnliche Ansicht, wobei jedoch eine Abwandlung in der Einrichtung zum Begrenzen des Ausmaßes der Bewegung des Kolbens dargestellt ist;

F i g. 7 ist eine Schnittansicht nach Linie 7-7 der F i g. 6.

Gemäß den F i g. 1 bis 5 ist die Erfindung bei Anwendung an einer Brennkraftmaschine mit Brennstoffeinspritzung (Dieselmaschine) dargestellt, und zwar an einem Zylinder 10 einer Reihe von Arbeitszylindern.

Der Kolben kann ein Viertaktkolben oder ein Zweitaktkolben sein. Die übliche Einrichtung zum Einspritzen von Brennstoff und zum Einlassen von Luft, die dem Zylinder 10 zugeordnet ist, ist nicht dargestellt. Der Zylinder 10 weist zwei Auslaßventile 11 auf, die gewöhnlich durch die übliche Federeinrichtung 12 in geschlossenem Zustand gehalten sind. Beide Ventile 11 können in die Offenstellung gebracht werden mittels eines gemeinsamen Schwinghebels 13, der an einer

Schwinghebelachse 14 angelenkt ist. Der Schwinghebel 13 wird durch eine obenliegende Auslaßnockenwelle 15, die in unterbrochenen Linien dargestellt ist, betätigt, um die Auslaßventile 11 zur gewöhnlichen Zeit in dem Arbeitszyklus des zugehörigen Kolbens 16 zu öffnen und weiterhin an oder nahe dem Ende des Kompressionshubes des Kolbens 16 zu öffnen. Die Nockenwelle 15 kann auf übliche Weise mittels einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) betätigt werden. Die Nockenwelle 15 trägt einen regelmäßigen bzw. gewöhnlichen Nocken

17 (in unterbrochener Linie dargestellt), der zu der gewöhnlichen Zeit in einem Arbeitszyklus mit einer Rolle

18 zusammenarbeitet, die in dem Schwinghebel 13 angeordnet ist, um den letzteren zum öffnen der Auslaßventile 11 zu verschwenken. Die Nockenwelle 15 trägt weiterhin einen Hilfsnocken 19 (in unterbrochener Linie dargestellt), der mit einem Kolben 21 in dem Schwinghebel 13 zusammenarbeiten kann, um ein Verschwenken des Schwinghebels 13 zum öffnen der Auslaßventile 11 an oder nahe dem Ende eines Kompressionshubes hervorzurufen, wobei der Zeitpunkt des öffnens solcher Ventile U durch die Winkelstellung des Nockens 19 auf der Nockenwelle 15 bestimmt ist.

Der Kolben 21 wird derart gesteuert, daß er nur bei Bedarf mit dem Hilfsnocken 19 zusammenarbeiten kann. Der Kolben 21 ist in einer Bohrung 22 angeordnet, die unter dem Hilfsnocken 19 in dem oberen Bereich des Schwinghebels 13 gebildet ist. Der Kolben 21 ist hydraulisch über eine begrenzte Strecke aufwärts über die Oberfläche des Schwinghebels 13 hinaus in eine in Fig.5 wiedergegebene Stellung bewegbar, in welcher seine vorragende Fläche mit dem Hilfsnocken

19 in Eingriff tritt, wenn die Nockenwelle 15 sich dreht. Ein Anschlag 23, der durch eine Schraube 24 an der Oberfläche des Schwinghebels 13 verankert ist, weist eine Lippe 25 auf, welche über der Bohrung 22 hängt und mit dem Kolben 21 zusammenarbeitet, um dessen Aufwärtsbewegung zu begrenzen. Eine an dem Anschlag 23 verankerte Feder 26 weist zwei gegabelte Arme 27 auf, welche über der oberen Fläche des KoI-bens 21 liegen und den Kolben dauernd nach unten zu drücken suchen. Die Arme der Feder 26 dienen dazu, die Rückkehr des Kolbens 21 in die gewöhnliche Stellung außerhalb der Drehbahn des Hilfsnockens 19 schnell zu bewirken, wenn hydraulischer Druck unter dem Kolben 21 aufgehoben wird. Der Hilfsnocken 19 ist, wie aus F i g. 3 ersichtlich, für Drehung durch die Nockenwelle 15 in der Gabelung 28 zwischen den Armen der Feder 26 derart angeordnet, daß er mit dem Kolben in dessen gehobener Stellung in Eingriff tritt.

Die Einrichtung zum Steuern der Bewegung des Kolbens 21 weist ein Solenoidventil 29 auf, das durch die Bedienungsperson willkürlich betätigt werden kann. Ein Handschalter (nicht dargestellt) an dem Armaturenbrett oder ein der Fußbremse oder einer anderen zweckentsprechenden Einrichtung zugeordneter Schalter kann für diese Betätigung verwendet werden. Das Solenoidventil 29 hat einen gewöhnlich entregten Zustand, wie in F i g. 1 dargestellt, in welchem ein Einlaßoder Zufuhrdurchgang 31, der über eine Pumpe 32 mit dem Maschinenölsumpf (nicht dargestellt) verbunden ist, von der Verbindung mit der Bohrung 22 des KoI-bens 21 abgesperrt ist. Wenn das Solenoidventil 29 sich in seinem erregten oder betätigten Zustand befindet, wie er in F i g. 4 dargestellt ist, sperrt es einen Entlastungsdurchgang 33, der mit dem ölsumpf verbunden ist, ab und bringt den Einlaßdurchgang 31 mit einem Auslaßdurchgang 34 in Verbindung, wodurch hydraulisches Druckmittel von dem Sumpf durch den Auslaßdurchgang 34 hindurch in eine Kammer 35 strömt, die von dem Inneren der Schwinghebelachse 14 gebildet ist. Das Druckmittel strömt dann von dieser Kammer 35 durch eine Öffnung 36 in eine Kammer 37 eines Steuerventils 38. Das Steuerventil 38 weist einen Rückschlagventilsitz 39 auf, der auf einer ringförmigen Schulter an dem Boden einer Gegenbohrung 42 ruht, die in einer Seite des Schwinghebels 13 gebildet ist. Ein Verschlußstück 43, das in die Gegenbohrung 42 eingeschraubt ist, hat einen kurzendigen Rand, der an dem Rückschlagventilsitz 39 anliegt. Durch diese Ausführung wird ein schmaler Raum innerhalb des Randes über dem Rückschlagventilsitz 39 geschaffen, in welchem ein Rückschlag-Scheibenventil 45 relativ zu einer mittleren Öffnung des Sitzes 39 bewegbar ist. Das Rückschlagventil 45 ist, wie in F i g. 1 dargestellt, gewöhnlich in offener Stellung gehalten, und zwar mittels eines Lagerfingers 46, wodurch die Ventilkammer 37 über das offene Rückschlagventil 45 mit radialen Öffnungen verbunden ist, die ihrerseits mit einem Durchgang 47 in dem Schwinghebel 13 in Verbindung stehen. Der Durchgang 47 ist mit dem Bodenende der Kolbenbohrung 22 verbunden. Der Lagerfinger 46 erstreckt sich mit Spielraum bei 48 durch ein Kopfende eines Entlastungskolbens bzw. Bodenkolbens 49, und er weist einen Kopf 51 auf, der in dem Inneren des Kolbens 49 auf einer Feder 52 ruht. Die Feder drückt den Kopf 51 des Lagerfingers 46 relativ zu dem Kolben 49, so daß ein Sitz 53 um die Basis des Fingers 46 herum gewöhnlich den Spielraum 48 abschließt. Die Vorspannung der Feder 52 hält gewöhnlich den Kolben 49 und den Lagerfinger 46 gehoben, so daß der Finger 46 das Rückschlagventil 45 von dem Sitz 39 weg hält, wie es in F i g. 1 dargestellt ist. Eine leichte Feder 50 drückt das Rückschlagventil 45 in Richtung auf den Sitz 39.

Beim Arbeiten der beschriebenen Ausführung ermöglicht die Erregung des Solenoidventils 29 ein Pumpen von öl aus dem Sumpf durch das Solenoidventil 29 hindurch zu der Innenkammer 35 des Schwinghebels 13 und von dieser durch die Öffnung 36 zu der Kammer 37 des Steuerventils 38. Das Sumpföl, das unter einem konstanten Pumpendruck von etwa 3,5 kg/cm² steht, wirkt über das Kopfende des Kolbens 49 und drückt diesen zusammen mit dem Finger 46 als eine Einheit gegen die Kraft der Feder 52 nach unten, so daß das Rückschlagventil 45 auf seinen Sitz 39 herabfallen kann. Nach diesem Vorgang erzwingt sich das unter Druck stehende Sumpföl seinen Weg an dem Rückschlagventil 45 vorbei in den Durchgang 47, der zur Unterseite des Kolbens 21 führt und bewirkt, daß dieser aus dem Schwinghebel 13 gegen die Kraft der Feder 26 vorragt, bis er durch den Anschlag 23 gegen weitere Auswärtsbewegung begrenzt ist, wie es in F i g. 5 dargestellt ist. Das Rückschlagventil 45 wirkt, wenn es durch den Finger 46 nicht abgestützt ist, derart, daß es eine Strömung von Sumpföl zu der Bohrung 22 des Kolbens 21 zuläßt, eine Rückkehr aus dieser jedoch blockiert, so daß der Kolben 21 in seiner vorbewegten Stellung so lange hydraulisch verriegelt ist, wie das Solenoidventil 29 in seinem erregten Zustand gehalten wird. Während der Kolben 21 so verriegelt ist, bringt die Drehung der Nockenwelle 15 den Hilfsnokken 29 in Eingriff mit dem vorragenden Kolben 21 an oder nahe dem Ende des Kompressionshubes des Arbeitskolbens 16. Dies bewirkt ein Schwenken des Schwinghebels 13 nach unten und ein öffnen der Auslaßventile 11, so daß in dem Arbeitszylinder befindli-

ches komprimiertes Gas zur Atmosphäre entweichen kann. Die Ventilrückführfedern 12 wirken danach dahingehend, die Auslaßventile 11 zu schließen, und zwar während der Abwärtsbewegung des dem Kompressionshub fogenden Hubes. Solange das Solenoidventil 29 erregt gehalten ist, bleibt der Eingriff des Hilfsnokkens 19 erhalten. Der regelmäßige bzw. gewöhnliche Nocken Yl verschwenkt trotz der vorragenden Stellung des Kolbens 21 weiterhin den Schwinghebel 13 wie gewöhnlich, um die Auslaßventile 11 zu öffnen.

Wenn das Solenoidventil 29 entregt wird, kehrt es in seine gewöhnliche, in F i g. 1 dargestellte Stellung zurück. Der Zufuhr- oder Einlaßdurchgang 31 ist dann wiederum gegenüber dem Auslaßdurchgang 34 abgesperrt, und der Auslaßdurchgang 34 steht über das Solenoidventil 29 in Verbindung mit dem Entlastungsdurchgang 33. Der Entlastungsdurchgang 33 ist durch ein Entlastungsventil 54 gesteuert, das ein Fließen von Druckmittel in dem Auslaßdurchgang 34 zum Sumpf ermöglicht, so daß der Arbeitsmitteldruck in der Fingerkammer 37 aufgehoben wird. Wenn dies stattfindet, wird der Kolben 49 durch seine Feder 52 mit dem Finger 46 nach oben zurückgeführt, um das Schlagventil 45 wiederum zu öffnen. Wenn das hydraulische Arbeitsmittel unter dem Kolben 21 dann über die verbundenen Durchgänge, das offene Rückschlagventil 45 und das Entlastungsventil 54 zum Sumpf freigegeben wird, führt der Hilfsnocken 19 beim erneuten Berühren des Kolbens 21 diesen in seine normale Stellung in seiner Bohrung 22 zurück, wenn nicht die Niederdrückwirkung der Feder 26 dies bereits ausgeführt hat. Wenn der hydraulische Druck in dem Solenoidventil 29 auf etwa 0,14 kg/cm² fällt, wenn das hydraulische Arbeitsmittel durch das Entlastungsventil 54 hindurch zum Sumpf strömt, kann das zuletzt genannte Ventil 54 sich schließen, wodurch die das Solenoidventil 29 mit dem Durchgang 47, der zu der Kolbenbohrung 22 führt, verbindenden Durchgänge mit dem verbleibenden hydraulischen Arbeitsmittel auf einem Druck von etwa 0,14 kg/cm² gefüllt bleiben. Der Kolben 21 verbleibt jedoch in seiner unwirksamen Stellung an dem Boden seiner Bohrung 22, da der Druck von 0,14 kg/cm² des verbleibenden Arbeitsmittels in den zugeordneten Durchgängen nicht ausreicht, um ihn aus seiner Bohrung 22 gegen die Kraft der Feder 26 herauszubewegen.

Wenn während der Zeit, während welcher das Solenoidventil 29 erregt ist, der Druck in der Kammer 37 des Steuerventils 38 aus irgendeinem Grunde einen Druck von etwa 3,5 kg/cm² überschreiten sollte, wirkt der übermäßige Druck über den Spielraum 48 auf den Kopf 51 des Fingers 46, um diesen gegen die Kraft der Feder 52 niederzudrücken, so daß der Spielraum 48 nicht mehr abgeschlossen ist, wonach der übermäßige Druck durch strömendes Arbeitsmittel abgebaut wird, das rund um den Kopf 51 des Fingers 46 und durch das offene Bodenende des Kolbens 49 zu einer mit dem Sumpf verbundenen Entlastungsöffnung 55 strömt.

Eine hydraulische Schmierleitung 56, die von dem Solenoidventil 29 unabhängig ist und öl mit einem Druck von weniger als 0,14 kg/cm² führt, hat eine Verbindung mit dem Schwinghebel 13, um diesen relativ zu der Schwinghebelachse 14 über feine Öffnungen (nicht dargestellt) zu schmieren. Dieses öl dient weiterhin dazu, die hydraulischen Durchgänge zwischen dem Solenoidventil 29 und der Kolbenbohrung 22 während derjenigen Zeit gefüllt zu halten, während welcher der Kolben 21 und das Solenoidventil 29 unwirksam gemacht sind. Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die gefüllten Durchgänge es dem Kolben 21 ermöglichen, auf die Erregung des Solenoidventils 29 unmittelbar anzusprechen und sich in seine wirksame Stellung zu bewegen. Ein Vorteil des Entlastungsventils 54 besteht darin, daß es ein unmittelbares Entlasten des Drucks in der Kammer 37 und unter dem Kolben 21 ermöglicht, so daß der Kolben 21 schnell unwirksam gemacht werden kann.

In den F i g. 6 und 7 ist eine abgeänderte Ausführung für die Einrichtung zum Begrenzen des Ausmaßes der Bewegung des Kolbens 21 relativ zu dem Schwingarm 13 dargestellt. Gemäß dieser Figuren ist der Kolben 21a mit einem Querloch 76 versehen. Ein Anschlagstift 77 mit einem Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser des Loches 76 ist, ist in dem Schwinghebel 13 befestigt und erstreckt sich durch das Loch 76. Der obere Wandbereich des Lochs 76 liegt unter der Kraft einer Rückholfeder 78 auf dem Anschlagstift 77 in der gewöhnlichen unwirksamen Stellung des Kolbens 21a. Die Feder 78 ist in einer Bohrung 79 direkt unter dem Anschlagstift 77 angeordnet, und sie endet an ihrem Boden auf einem Verschlußstück 80. Die Bohrung 79 hat einen kleineren Durchmesser als der Anschlagstift 77, und wenn der Kolben 21a hydraulisch betätigt wird, arbeitet der untere Wandbereich des Loches 76 mit dem Stift 77 zusammen, um das Ausmaß des Vorragens des Kolbens 21a aus seiner Bohrung 22 zu begrenzen.

Bei den vorgenannten Anwendungen der Erfindung ist zu verstehen, daß durch die Auslaßventile hindurch kein Brennstoff vergeudet wird, wenn diese geöffnet werden und der Arbeitszylinder dekomprimiert wird.

Die Maschine ist deshalb mit einem üblichen Mechanismus zum Absperren der Brennstoffzufuhr versehen. Dieser Mechamismus (nicht dargestellt) kann eine übliche Brennstoffbemessungseinrichtung, ein Solenoidventil oder eine andere zweckentsprechende Steuerung sein, die bei Freigabe des üblichen Brennstoffsteuerfußhebels durch die Bedienungsperson wirksam wird, um den Brennstofffluß zu der Maschine abzusperren.

Es ist weiterhin zu verstehen, daß die Erfindung ebenfalls zur Verwendung bei Maschinen geeignet ist, die Zündkerzen aufweisen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dekompressionseinrichtung für Brennkraftmaschinen, bei welcher mindestens ein durch Federkraft in Schließrichtung belastetes und durch einen von einer Nockenwelle getragenen Hauptnocken über einen Ventilbetätigungshebel zu den normalen Steuerzeiten in Öffnungsrichtung bewegbares Auslaßventil bei Dekompressionsbetrieb durch einen auf der Nockenwelle angeordneten Hilfsnocken im Sinn eines zusätzlichen öffnens betätigbar ist, indem ein mit dem Hilfsnocken in Eingriff stehender Kolben mittelbar über eine in einem Raum eingeschlossene Flüssigkeit den Ventilbetätigungshebel bewegt, und bei Normalbetrieb der Raum aufgesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (22) im Ventilbetätigungshebel (13) ausgebildet ist, der Kolben (21) im Ventilbetätigungshebel (13) geführt ist "und daß bei geschlossenem Raum der Kolben durch einen Vordruck der Flüssigkeit gegen die Kraft eines elastischen Rückstellelements (26, 27; 78) in Eingriff mit dem Hilfsnocken (19) gehalten ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilbetätigungshebel (13) ein Schwinghebel ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (22) durch die Führungsbohrung des Kolbens (21) gebildet ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine das elastische Rückstellelement bildende Feder (26).

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Arbeitszylinder (10) eine Mehrzahl von Auslaßventilen (11) aufweist und daß der Schwinghebel (13) diesen Auslaßventilen gemeinsam ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (29, 38) zum wahlweisen Auf- und Zusteuern des Raumes (22) vorgesehen ist.