DE2458109A1

DE2458109A1 - Vorrichtung zum steuern der kraftstoff-einspritzzeiten fuer verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE2458109A1
Application number: DE19742458109
Authority: DE
Inventors: Nobuhiro Kaibara; Mitsuo Machida; Noriyuki Mikami; Naotaka Muraki; Seibi Ohki; Shinichi Okamura
Original assignee: UD Trucks Corp; Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp; UD Trucks Corp
Priority date: 1973-12-10
Filing date: 1974-12-09
Publication date: 1975-06-19
Also published as: JPS5339939B2; GB1485490A; JPS5085719A

Description

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Anmelder: Nissan Diesel Motor Co. Ltd. und Diesel Kiki Kabushiki Kaisha, Japan

Vorrichtung zum Steuern der Kraftstoff-Einspritzzeiten für Verbrennungskraftniaschinen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern der Kraftstoff-Einspritzzeiten für Verbrennungskraftmaschine^ mit einem auf eine Einspritzpumpe einwirkenden Voreilwinkel-Regler(Timer) zum Verstellen der Einspritzzeiten bei steigenden Motordrehzahlen.

Es ist bekannt, die Einspritzzeiten bei .steigenden Motordrehzahlen in einem konstanten Verhältnis hierzu zu halten und zu diesem Zweck der Einspritzpumpe einen Voreilwinkel-Regler zuzuordnen. Dadurch wird zwar eine günstige Wärmeausnutzung erzielt, jedoch steigt mit der Verbrennungstemperatur auch der NOx-Gehalt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Steuerung für eine Einspritzpumpe zu schaffen, die eine Verminderung des NOx-Gehaltes gewäi rleistet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß dem Voreilwinkel-Regler, der die Einspritzzeiten ent-

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sprechend der Erhöhung der Motordrehzahl vorstellt, ein Nacheilwinkel-Regler(Timer), der die Einspritzzeiten entsprechend der Erhöhung der Motordrehzahl verzögert, in Reihe zugeordnet ist, wobei die beiden Regler durch eine Abtriebswelle des Verbrennungsmotors, eine Antriebswelle für die Einspritzpumpe und ein Verbindungsorgan miteinander und mit dem Motor sowie der Einspritzpumpe kraftschlüssig verbunden sind,

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaubild der Einspritzzeiten in Abhängigkeit der Motordrehzahl,

Fig. 2 eine Ansicht der Vorrichtung und Figuren 3 und 4 schematische Darstellungen von Ausführungsformen.

Bei einer bekannten Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoff-Einspritzzeiten für eine Einspritzpumpe eines Dieselmotors wird ein Voreilwinkel-Regler(Timer) verwendet, der die Einspritzzeiten von einer Größe Θ. aus in einem konstanten Verhältnis hält, wenn die Drehzahl sich erhöht, wie es in Fig. 1 durch die strichpunktierte Linie angezeigt ist. In diesem Diagramm sind auf der Abszisse die Motordrehzahlen N und auf der Ordinate die Einspritzzeiten θ aufgetragen. Wenn nun die Einspritzzeiten für die günstigsten Verhältnisse einer Wärnieausnutzung aufrechterhalten werden, dann entstehen hohe Verbrennungstemperaturen und auch der NOx-Gehalt steigt an. Um die Menge des auftretenden NOx, das die Umwelt verunreinigt, zu vermindern, wurden Messungen vorgenommen, wobei eine eingestellte Einspritzzeit eines Voreilwinkel-Reglers von der

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die beste Wärme ausnutzung ergebenden Eins.pritzzeit Q^ auf die Einspritzzeit &„, bei der sich die Menge des auftretenden NOx bei mittleren und höheren Drehzahlen vermindert, verzögert wird. Daraus ergeben sich Einspritzzeiten nach der gestrichelten Linie der Fig. 1 bei niedrigeren Verbrennungstemperatüren. Aber Teile des Kraftstoffes verbrennen infolge der Verzögerung der Einspritzzeiten bei der Expansion, wodurch die Verbrennungstemperatur vermindert wird, so daß eine unvollständige Verbrennung eintritt, die wiederum die Menge des auftretenden HC vergrößert. Außerdem ist bei niederen Temperaturen das Anlassen des Motors schwierig.

Ausgehend von den vorbeschriebenen Tatsachen ist es wünschenswert, daß bei mittleren und hohen Drehzahlen die Verbrennungstemperatur an ihrer Erhöhung gehindert und die Menge des auftretenden NOx infolge der Verzögerung der Einspritzzeiten vermindert wird, wobei die Vorstellung der Zeiten in &₂ beginnt und bei niederer Drehzahl die vollkommene Verbrennung erreicht wird, so daß auch der HC-Anteil durch Vorstellen der Einspritzzeiten auf ö. ebensogut wie bei üblichen Einspritzzeiten vermindert wird, gleichzeitig aber auch die Starteigenschaften verbessert werden.

Die Erfindung hat nun eine Vorrichtung zum Steuern der Einspritzzeiten zum Gegenstand. Diese stellt, wie die ausgezogene Linie in Fig. 1 zeigt, bei niedrigen Drehzahlen die Einspritzzeiten auf Θ, ein. Nach Anstieg der Drehzahl auf N, werden die Einsprxtzzeiten sogleich auf ©2 verzögert und bei weiterem Drehzahlanstieg werden die Einspritzzeiten vorverstellt, um bei niedriger Temperatur eine Verbesserung der Startfähigkeit zu erreichen und einen Anstieg von HC bei niedriger Umdrehungsgeschwindigkeit und von NOx überhaupt zu verhindern.

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In Fig. 2 ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zu sehen. Dabei ist ein bekannter Voreilwinkel-Regler 1 mit einem Ende mit einer Abtriebswelle 2 einer Verbrennungskraftmaschine und mit dem anderen Ende mit einer Kraftstoff-Einspritzpumpe 4 über einen Nacheilwinkel-Regler 3 verbunden, der bei niedrigerer Drehzahl als der Voreilwinkel-Regler 1 in Tätigkeit tritt. Der Nacheilwinkel-Regler 3, wie in F^g. 3 gezeigt, weist eine Antriebswelle 6 mit einer schraubenförmigen Keilnutverzahnung 5 mit Linkswindung auf, die mit dem Voreilwinkel-Regler 1, der aus einer getriebenen Welle 8 mit einer schraubenförmigen Keilnutverzahnung 7 mit Rechtswindung besteht, verbunden ist, die wiederum mit der Kraftstoff-Einspritzpumpe k in Verbindung steht. Ein Verbindungsorgan 10 verkuppelt die Wellen 6 und 8. Dazu weist es innen eine in die schraubenförmigen Keilnutverzahnungen 5 und 7 eingreifende Profilierung und außen einen Flansch 9 auf. Dieser Flansch 9 des Verbindungsorganes steht mit einer Gabel 16 eines Kolbens 15 in Gleiteingriff. Der Kolben 15 ist in einem Zylinder 11 verschiebbar. Zum einen Ende hin besorgt dies eine Feder 12 und zum anderen Ende hin ein Drucköl, das durch eine Ülförderpumpe Ik über ein elektromagnetisches Ventil 13 eingespeist wird.

Das elektromagnetische Ventil 13 wird durch einen Stromkreis 17 betätigt, in dem unter einer bestimmten Drehzahl kein, aber über dieser Drehzahl ein Impuls ausgelöst wird und das Ventil sich unterhalb dieser Drehzahl in Stellung I und oberhalb dieser Drehzahl in Stellung II befindet.

Die Arbeitsweise der vorbeschriebenen Vorrichtung ist wie folgt: In Fig. 3 rotiert die Antriebswelle 6 in Richtung des Pfeiles (rechts). Wenn der Motor außer Betrieb ist,

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so setzt die Ölförderpumpe 14 kein Öl unter Druck und das elektromagnetische Ventil 13 "befindet sich dann in der Stellung I, so daß der Kolben 15 durch die Feder 12 zum linken Ende des Zylinders geschoben wird. In dieser Stellung des Kolbens 15 ist das Verbindungsorgan 10 des Nacheilwinkel-Reglers auf der Seite der Welle 6, also links in der Zeichnung, auf der schraubenförmigen Keilnutverzahnung 5 positioniert und die Welle 8 lauft in gleicher Weise um, so daß für die Steuerung der Einspritzzeiten der Kraftstoff-Einspritzpumpe der Nacheilwinkel-Regler auf Null des Nacheilwinkels steht, während der Voreilwinkel-Regler sich im Nullpunkt des Voreilwinkels befindet. Daraus ergeben sich die Einspritzzeiten Q.. Da das elektromagnetische Ventil 13 in der Stellung I gehalten wird bis der Motor startet und die Drehzahl auf N. ansteigt, so wird in der Stellung von Q. der Kolben 15 nicht vom Drucköl betätigt und weil die Arbeitsdrehzahl des Voreilwinkel-Reglers oberhalb N₂ also höher als N^ liegt, werden die Einspritzzeiten solange auf dem Stand von Θ. gehalten, bis die Drehzahl N^ erreicht wird. Deshalb wird bei niedrigen Drehzahlen der Kraftstoff mit EinspritzzeitBn, die eine gute Wärmeausnutzung ergeben, eingespritzt. Dadurch werden die Starteigenschaften bei niedriger Temperatur nicht beeinträchtigt und ein Ansteigen von HC kann bei niedrigen Drehzahlen verhindert werden. Wenn die Drehzahl N, erreicht ist, befindet sich das elektromagnetische Ventil 13 in Stellung II und das durch die Ölförderpumpe 14 unter Druck gesetzte Drucköl verschiebt den Kolben 15 entgegen der Feder 12 nach rechts, wobei das Verbindungsorgan 10, das mit der Gabel 16 des Kolbens 15 in Gleiteingriff steht, eine Drehung entgegen der Pfeilrichtung ausführt. Die Welle 8 wird also in Gegenrichtung bewegt, um die Einspritzzeiten nach &₂ zu verstellen. Hierdurch wird die Verbrennungstemperatur gesenkt und ein Ansteigen des NOx-Gehaltes wird verhindert. So wird allein durch die Verbin-

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dung eines Voreilwinkel-Reglers rait einem Nacheilwinkel-Regler das Abgas auf einfache Weise verbessert, weil bei niedrigen Drehzahlen die Einspritzzeiten vorgestellt werden, die Starteigenschaften verbessert werden und das Auftreten von HC verhindert wird, während bei hohen Drehzahlen das Auftreten von NOx verhindert wird.

Wenn im Ausführungsbeispiel des Nacheilwinkel-Reglers gemäß der Erfindung, das Verbindungsorgan 10 für die beiden schraubenförmigen Keilnutverzahnungen 5 und 7 der Wellen 6 und 8 zum Verstellen der Einspritzzeiten hydraulisch verschoben wird, so kann dies auch durch die Zentrifugalkraft eines Fliehgewichtes geschehen. Auch der Öldruck auf den Kolben 15 kann im Verhältnis zu den Drehzahlen verändert werden. Weiterhin kann dieser Nacheilwinkel-Regler wie ein üblicher Voreilwinkel-Regler verwendet werden, wenn die Verschiebung des Verbindungsorganes 10 in Abhängigkeit der Drehzahl ausgeschaltet wird. Daruberhinaus zeigt Fig. 4 eine andere Ausführungsform eines Reglers. Bei dieser wird der Nacheilwinkel-Regler durch Wechseln der Richtungen eines Arbeitsölflusses in die Zellenkammern c und d eines Antriebsorganes a und eines angetriebenen Organes b zur Steuerung der Einspritzzeiten durch ein elektromagnetisches Ventil e betätigt.

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Claims

Patentansprüche

1.) Vorrichtung zum Steuern der Kraftstoff-Einspritzzei- -4ren für Verbrennungskraftniaschinen, mit einem auf eine Einspritzpumpe einwirkenden Voreilwinkel-Regler zum Verstellen der Einspritzzeiten bei steigenden Motordrehzahlen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Voreilwinkel-Regler (l), der die Einspritzzeiten entsprechend der Erhöhung der Motordrehzahl vorstellt, ein Nacheilwinkel-Regler (3), der die Einspritzzeiten entsprechend der Erhöhung der Motordrehzahl verzögert, in Reihe zugeordnet ist, wobei die beiden Regler (l, 3) durch eine Abtriebswelle (2) des Verbrennungsmotors, eine Antriebswelle für die Einspritzpumpe (4) und ein Verbindungsorgan miteinander und mit dem Motor sowie der Einspritzpumpe kraftschlüssig verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (6 bzw. 8) des Reglers mit schraubenförmi-

gen entgegengesetzt gewundenen Keilnutverzahnungen (5 bzw» 7) versehen sind, auf denen das Verbindungsorgan (10) verschiebbar aufsitzt und eine Einrichtung ztira Verschieben dieses Verbindungsorganes zur Steuerung der Einspritzzeiten vorgesehen ist.

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