DE1526524C3 - Regeleinrichtung für eine Brennstoff-Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für eine Brennstoff-Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen der im Hauptanspruch benannten Gattung. Eine solche ist beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 1 152 848 bekannt. Dabei ist die Reglerwelle mit ihrer durch die Maschine angetriebenen Antriebswelle über ein Kreuzstück verbunden, welches von der Antriebswelle in Drehrichtung mitgenommen wird und welche unter dem Einfluß von Axialkräften, die sowohl durch den Fliehkraftregler als auch durch Federn erzeugt werden, relativ zu der Antriebswelle und auch relativ zu der Reglerwelle verschiebbar ist. An dem Kreuzstück ist ein Zapfen angeordnet, der in eine an der Reglerwelle ausgeformte Schrägnut einfaßt, wodurch zwischen diesen beiden Teilen eine so wirksame Kulissenverbindung besteht, daß bei jeder relativen Axialverschiebung auch eine relative Drehbewegung zwischen dem Kreuzstück und der Reglerwelle stattfindet. Letztere ist mit Brennstoff-Verteilernuten versehen, die jeweils durch Schrägkanten begrenzt sind. Unter Mitwirkung derselben wird immer dann eine Veränderung des Zeitpunktes der Einspritzung vorgenommen, wenn es zu der besagten Relativdrehung zwi- j sehen der Reglerwelle und dem Kreuzstück bzw. der j damit verbundenen Antriebswelle kommt, während andererseits jede Axialverschiebung der Reglerwelle eine Veränderung der Einspritzmenge zur Folge hat. Dabei ist die bekannte Regeleinrichtung so ausgelegt, daß bis zum Erreichen einer bestimmten Drehzahl nur eine Veränderung des Einspritzzeitpunktes und in den größeren Drehzahlbereichen hauptsächlich ίο eine Veränderung der Einspritzmenge angesteuert wird.

Regeleinrichtungen dieser Art sind im allgemeinen so konstruiert, daß sich in allen Drehzahlbereichen eine im wesentlichen konstante Einspritzrate ergibt. Man erreicht dies dadurch, daß man die jeweilige Einspritzung des Brennstoffes in die einzelnen Zylinder der Maschine weitgehend nur in der Nähe des flachen Teils der Sinuskurve vornimmt, die für die über dem Drehwinkel der Regler- oder Antriebswelle abgetragene Änderung der Einspritzgeschwindigkeit zwischen den unteren und oberen Totpunktlagen der einzelnen Pumpenkolben erhalten wird. Insbesondere dann, wenn eine solche Regeleinrichtung zur Erzielung einer Voreinspritzung nur in den höchsten Drehzahlbereichen ausgebildet ist, ergibt sich daraus der Nachteil einer dann entsprechend verringerten Brennstoff-Liefermenge, weil dann der Beginn der Einspritzung aus dem flachen Teil in den steileren Teil der besagten Sinuskurve vorverlegt ist und deshalb die Einspritzung entsprechend früher endet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Regeleinrichtung so weiterzubilden, daß sie bei der Ansteuerung einer Voreinspritzung in den hohen bis höchsten Drehzahlbereichen die weitgehende Beibehaltung einer konstanten Einspritzrate erlaubt, um damit auch im Vollastbetrieb der Maschine die dafür benötigte Brennstoffmenge bereitstellen zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen gelöst, die im Kennzeichen des Hauptanspruches aufgeführt sind. Es wird damit eine Regeleinrichtung erhalten, bei welcher die für die Abstützung der Ventilhülse gegenüber der Reglermuffe vorgesehenen elastischen Mittel die Ventilhülse bis zum Erreichen beispielsweise einer Drehzahl von 2400 U/ min gegen den Anschlag andrücken, so daß es bis dahin zu keiner relativen Axialverschiebung zwischen der Ventilhülse und der Reglermuffe kommt. Jede durch die äußere Steuereinrichtung bewirkte Axialverschiebung der Reglerweile wird deshalb bis zum Erreichen dieses Drehzahlgrenzwertes direkt auf die Ventilhülse und damit die an dieser ausgeformte Schrägkante übersetzt, so daß entsprechend der drehzahlabhängigen Stellungen derselben jeweils im wesentlichen konstante Einspritzraten erhalten werden. Bei allen gegenüber diesem Grenzwert größeren Drehzahlen ist die elastische Abstützung der Ventilhülse dagegen unwirksam, so daß dann der Flieh- j kraftregier die Reglermuffe gegen die Ventilhülse verschieben kann, wobei jetzt der Zapfen der Kulissenverbindung in deren für die Veränderung des Einspritzzeitpunktes maßgebende Schrägnut einläuft. Gleichzeitig damit findet eine Relativdrehung zwischen der Reglerwelle und der Reglermuffe und damit der Ventilhülse statt, so daß diese eine folglich von der Drehzahlerhöhung abhängige Verlagerung ihres gegenüber der Reglerwelle wirksamen Anschlages erfährt. Durch diese Anschlagverlagerung wird

die an der Ventilhülse ausgeformte Schrägkante in eine Stellung gebracht, in welcher die vor dieser Anschlagverlagerung bestandene Einspritzrate weiterhin vorliegt. Sofern die aus Nocken und Nockenfolgeelementen gebildete Verbindung des Anschlages entsprechend bemessen ist, kann damit für die höheren und höchsten Drehzahlbereiche ein breiterer Bereich für die dann erwünschte Voreinspritzung zur Verfügung gestellt werden, wobei gleichzeitig eine Einspritzung der für den Vollastbetrieb der Maschine benötigten Einspritzmengen sichergestellt ist.

Die mit dem Anspruch 2 erfaßte Weiterbildung der Erfindung ist unter dem Gesichtspunkt vorteilhaft und zweckmäßig, daß damit gleichzeitig die von dem Fliehkraftregler erzeugten Axialkräfte in optimaler Weise aufgefangen werden, so daß auf die Anordnung eines besonderen Drucklagers verzichtet werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Gesamtdarstellung aller wesentlichen Teile der Regeleinrichtung,

Fig.2 in vergrößerter Darstellung die Schrägkante der Regeleinrichtung gemäß Fig. 1 zur Veranschaulichung der damit gesteuerten Überdeckung eines Brennstoffkanals,

F i g. 3 in vergrößerter Darstellung eine teilweise geschnittene Seitenansicht des die Ventilhülse der Regeleinrichtung gemäß F i g. 1 gegenüber der Reglerwelle abstützenden Drucklagers,

F i g. 4 eine Draufsicht auf den einen Drucklagerring nach der Linie 4-4 in F i g. 3 und

F i g. 5 eine Schnittansicht nach der Linie 5-5 in Fig. 3.

Die für eine Brennstoff-Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen vorgesehene Regeleinrichtung hat eine so bezeichnete Reglerwelle 82, die an ihrem geschlitzten Ende mit einer von der betreffenden Brennkraftmaschine angetriebenen Antriebswelle verbunden ist. An dem anderen Ende ist ein in seiner Gesamtheit mit 91 bezeichneter Fliehkraftregler angeordnet. Er besteht aus einer mit der Reglerwelle 82 starr verbundenen Montageplatte 118 für zwei an einem jeweiligen Vorsprung 120 schwenkbar gelagerte Winkelhebel 122, die an ihrem einen Arm jeweils ein Fliehgewicht 124 tragen. Sobald die Reglerwelle 82 gedreht wird, werden die Winkelhebel 122 unter dem dann wirksamen Einfluß der Fliehgewichte 124 mit ihrem jeweils kürzeren Arm 125 gegen ein axialbewegliches Drucklager 104 angedrückt, welches nach unten verschoben wird, sobald die wirksamen Zentrifugalkräfte größer sind als die entgegenwirkenden Kräfte einer Leerlauffeder 97 und einer weiteren Feder 114, die sich mit ihrem einen Ende an der mit dem einen Drucklagerring 102 einstückigen Reglermuffe 100 abstützt.

Zwischen der Reglermuffe 100 und der Reglerwelle 82 ist eine Kulissenverbindung 106 gebildet, die aus einem an der Reglerwelle ausgebildeten Zapfen 108 und einem an der Reglermuffe ausgebildeten Führungsschlitz 110, 112 besteht. Dieser Führungsschlitz ist in seinem einen Abschnitt 110 parallel zur Achse der Reglerwelle ausgerichtet, während der sich daran anschließende Abschnitt 112 dazu schräg ausgerichtet ist. Über diese Kulissenverbindung 106 wird von der Reglerwelle 82 eine sie umfassende Ventilhülse 70 in Drehrichtung mitgenommen, welche gegen die Reglermuffe 100 durch die vorerwähnte Feder 114 verspannt ist. Die Feder 114 ist in eine stirnseitige Aussparung 115 der Ventilhülse 70 eingesetzt, in welche auch die Reglermuffe 100 vorgeschoben wird, sobald die wirksamen Zentrifugalkräfte der Fliehgewichte 124 größer sind als die Vorspannkraft der Feder 114. Die Ventilhülse 70 ist im übrigen in eine Ventilbohrung 60 eingesetzt, die nach den axialen Enden durch an der Ventilhülse ausgebildete Steuerbünde 72, 74 abgeschlossen und die radial nach innen durch eine zwischen diesen Steuerbünden liegende Einschnürung 76 der Ventilhülse begrenzt ist. In diesem mittleren Abschnitt ist an der Ventilhülse auch eine Schrägkante 78 ausgeformt, die folglich bei der Drehung der Reglerwelle 82 ebenfalls gedreht wird. Durch diese Schrägkante 78 wird die Überdeckung von zu den Maschinenzylindern führenden Brennstoffkanälen 58 gesteuert, die alle von der vorerwähnten Ventilbohrung 60 ausgehen, in die im übrigen eine Brennstoff-Zuleitung einmündet. Aus der Ventilbohrung 60 können folglich die einzelnen Pumpenkolben der Einspritzpumpe den Brennstoff ansaugen und über den jeweiligen Brennstoffkanal in den jeweiligen Maschinenzylinder fördern, wobei die Liefermenge abhängig ist von dem in noch näher zu beschreibender Weise veränderlichen Überdeckungsgrad der Brennstoffkanäle.

Die Ventilhülse 70 ist weiterhin über die vorerwähnte Leerlauffeder 97 an einem Drucklager 88 abgestützt, welches seinerseits an einem Bund 90 der Reglerwelle 82 abgestützt ist. Das Drucklager 88 hat die in den F i g. 3 bis 5 näher gezeigte Ausbildung. Der eine Drucklagerring 140 ist an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen mit Vorsprüngen 139 versehen, die in korrespondierende Aussparungen 138 am zugeordneten Ende der Ventilhülse 70 einfassen, wodurch dieselbe diesen einen Ring in Drehrichtung mitnehmen kann. In seiner dem anderen Drucklagerring 141 zugewandten Stirnfläche hat der Drucklagerring 140 vier in gleichen Winkelabständen zueinander liegende Pfannen 143, in welche jeweils eine Druckkugel 142 eingesetzt ist, die jeweils auf einer Nockenfläche 144 in der zugeordneten Stirnfläche des Drucklagerringes 141 aufliegt. Die Nokkenflächen 144 verlaufen alle in Umfangsrichtung des mit der Reglerwelle 82 drehfest verbundenen Drucklagerringes 141 und sind so geformt, daß die beiden Drucklagerringe 140, 141 durch die Kugeln 142 gespreizt werden, sobald eine Relativdrehung zwischen der Ventilhülse 70 und der Reglerwelle 82 stattfindet. Zu dieser Relativdrehung kommt es dann, wenn die wirksamen Zentrifugalkräfte des Fliehkraftreglers 91 größer sind als die Kraft der die Ventilhülse 70 gegenüber der Reglermuffe 100 verspannenden Feder 114, so daß dann der Zapfen 108 der Kulissenverbindung 106 in den schrägen Führungsabschnitt 112 einlaufen kann.

Die Regeleinrichtung hat schließlich noch eine äußere Steuereinrichtung, durch welche die Reglerwelle 82 axial verschoben werden kann. Diese äußere Steuereinrichtung besteht einmal aus dem bei 129 schwenkbar gelagerten Beschleunigerpedal 128, welches über ein Betätigungsgestänge 130, 131 mit einem bei 96 schwenkbar angeordneten Betätigungshebel 95 für die Reglerwelle 82 verbunden ist. An dem Betätigungsgestänge 130, 131 greift die übliche Rückholfeder 134 an, welche das Betätigungsgestänge gegen einen Leerlauf-Begrenzungsanschlag

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133 vorspannt. Sobald das Beschleunigerpedal 128 dieser Lage III wird dann also dem betreffenden Ma-

niedergedrückt wird, wird dadurch das Betätigungs- schinenzylinder gerade so viel Brennstoff zugeführt,

gestänge 130, 131 gegen die Kraft der Rückhol- daß der Leerlaufbetrieb der Maschine aufrechterhal-

feder 134 gegen einen weiteren Begrenzungsan- ten wird. Andererseits soll die Leerlauffeder 97 beim

schlag 132 hin bewegt, wobei der mit der Regler- 5 Erreichen einer Drehzahl von beispielsweise 900 bis

welle 82 verbundene Betätigungshebel 95 im Uhr- 1000 U/min unwirksam werden, so daß dann also die

zeigersinn verschwenkt und dadurch die Reglerwelle Ventilhülse 70 zum Anschlag an das Drucklager 88

nach oben bewegt wird. Der mit der Reglerwelle 82 kommt.

verbundene Betätigungshebel 95 kann alternativ Sobald beim Niederdrücken des Beschleunigerpedazu auch über ein sogenanntes Stillsetzungsgestänge io dals 128 der vorerwähnte Drehzahl-Grenzwert, in 136, 137 betätigt werden, mittels welchen der Fahrer welchem dann die Mündung des betrachteten Brenndurch Betätigung eines Knopfes 135 den Motor da- Stoffkanals 58 beispielsweise die Lage IV einnimmt, durch stillsetzen kann, daß einfach die Pumpenförde- nach oben überschritten wird, wird wegen des dann rung abgestellt wird. vorliegenden Anliegens der Ventilhülse 70 an dem Die vorbeschriebene Regeleinrichtung ist so ausge- 15 als Anschlag wirkenden Drucklager 88 die Axialverbildet, daß beim Starten der Maschine durch Nieder- Schiebung der Schrägkante 78 direkt durch die drücken des Beschleunigerpedals 128 die Reglerwelle Reglerwelle 82 gesteuert, welche durch den Betäti- 82 unter Mitnahme auch der Ventilhülse 70 nach gungshebel 85 nach oben im Sinne einer verstärkten oben verschoben wird. Dadurch wird die Schräg- Brennstoffeinspritzung oder nach unten im Sinne kante 78 bezüglich der Mündung eines betrachteten so einer schwächeren Brennstoffeinspritzung verscho-Brennstoffkanals 58 in die Lage I gebracht, die in ben wird. Sobald aber die Reglerwelle 82 einen bei-F i g. 2 angedeutet ist. Sobald die Maschine gestartet spielsweisen Drehzahl-Grenzwert von 2400 U/min ist, wird der Fahrer das Beschleunigerpedal 128 wie- erreicht hat, so wird dann durch den Fliehkraftregler der entlasten, so daß jetzt die Reglerwelle 82 durch 91 die Vorspannkraft der Feder 114 überwunden, so die Rückholfeder 134 in die dargestellte Lage zu- »5 daß jetzt die Reglermuffe 100 gegen die Ventilhülse rückverschoben werden kann. Das Betätigungsge- 70 verschoben werden kann. Wegen der zwischen der stange 130, 131 liegt dann an dem Leerlauf-Begren- Reglermuffe 100 und der Reglerwelle 82 gebildeten zungsanschlag 133 an. Weil bei gestarteter Maschine Kulissenverbindung 106 kommt es folglich in dem auch die Reglerwelle 82 gedreht wird, werden dann Augenblick, in welchem der Zapfen 108 in den auch die Fliehgewichte 124 des Fliehkraftreglers 91 3° schrägen Führungsabschnitt 112 einläuft, zu einer wirksam, so daß die Reglermuffe 100 und mit ihr die Relativverdrehung zwischen der Reglermuffe 100 Ventilhülse 70 entgegen der Kraft der Leerlauffeder und der Reglerwelle 82 und damit zwischen dieser 97 nach unten verschoben wird. Die Leerlauffeder und der Ventilhülse 70, so daß jetzt die beiden Ringe 97 kann so kalibriert sein, daß sie die Ventilhülse 70 140, 141 des Drucklagers 88 durch die Kugeln 142 bis zu einer Drehzahl von 400 U/min in eine Axial- 35 gespreizt werden. Folglich erfährt die Schrägkante 78 lage einstellt, in welcher die Mündung des betrachte- bei Überschreitung dieses angenommenen oberen ten Brennstoffkanals 58 die in F i g. 2 eingezeichnete Drehzahl-Grenzwertes von 2400 U/min nach oben Lage II einnimmt, so daß bis zum Erreichen dieser außer einer eine Vorverlegung des Zündzeitpunktes Drehzahl die Reglermuffe 100 nicht durch die Flieh- bewirkenden Veränderung seiner Winkelstellung begewichte verschoben werden kann. Sobald aber diese 40 züglich der Mündung des betrachteten Brennstoffka-Drehzahl überschritten wird, kann die Reglermuffe nals 58 auch eine Axialverschiebung nach oben im 100 und mit ihr die Ventilhülse 70 gegen die Kraft Sinne einer Vergrößerung der augenblicklichen der Leerlauffeder 97 nach unten verschoben werden, Brennstoff-Einspritzmenge, so daß auch in diesem so daß bei einer Leerlaufdrehzahl von beispielsweise bis zu einem Grenzwert von beispielsweise 3400 U/ 575 U/min die Mündung des betrachteten Brenn- 45 min reichenden hohen bis höchsten Drehzahlbereich Stoffkanals dann die in F i g. 2 eingezeichnete ReIa- ein optimaler Vollastbetrieb der Maschine sichergetivlage III bezüglich der Steuerkante 78 einnimmt. In stellt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Regeleinrichtung für eine Brennstoff-Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einer axial- und drehbeweglichen Reglerwelle für eine die veränderliche Überdeckung von zu den Maschinenzylindern führenden Brennstoffkanälen steuernde Schrägkante, die sowohl durch eine äußere Steuereinrichtung als auch durch einen ab einer bestimmten Drehzahl der Antriebswelle für eine Überlagerung einer Einspritzmengen- und einer Einspritzzeitpunktveränderung sorgenden, über eine zwischen Reglermuffe und Schrägkante gebildete Kulissenverbindung mit Schrägnut wirksamen Fliehkraftregler beeinflußbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägkante (78) an einer die Reglerwelle (82) umgebenden Ventilhülse (70) ausgeformt ist, die in Achsrichtung über einen Anschlag (88, 140, 141) gegenüber der Reglerwelle und über elastische Mittel (114) gegenüber der Reglermuffe (100) abgestützt ist, wobei die Ventilhülse von der Reglerwelle über die Kulissenverbindung (106) in Drehrichtung mitgenommen wird und der Anschlag eine aus Nocken (144) und Nockenfolgeelementen (142) gebildete Verbindung aufweist, welche eine von der Verdrehung der Ventilhülse gegenüber der Reglerwelle abhängige Anschlagverlagerung bewirkt.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (88) nach Art eines Drucklagers ausgebildet ist und aus zwei mit der Ventilhülse (70) bzw. mit der Reglerwelle (82) drehfest verbundenen Drucklagerringen (140 bzw. 141) besteht, zwischen welchen die dabei kugelförmig ausgebildeten Nockenfolgeelemente (142) angeordnet sind, denen jeweils eine in Umfangsrichtung ansteigende Nockenfläche (144) an dem nicht ihrer Halterung dienenden Drucklagerring (141) zugeordnet ist.