DE2649986C2 - Vorrichtung zur selbsttätigen Verstellung des Einspritzzeitpunktes bei Brennstoff-Einspritzpumpen für Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur selbsttätigen Verstellung des Einspritzzeitpunktes bei Brennstoff-Einspritzpumpen für Verbrennungsmotoren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Es ist Zweck einer solchen Vorrichtung, den Einspritzbeginn des Brennstoffes selbsttätig jeweils auf den für die momentane Motorbelastung und Drehzahl opti

malen Zeitpunkt zu verstellen.

Aus der DE-GM 71 36 547 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt, die zur Erzeugung der Umfangskraft für die Veränderung der Winkellage der relativ zueinander verdrehbaren Glieder Drucköl aus dem Schmierölkreislauf des Motors verwendet Die Unifangskraft wird durch zwei tangential in einem Verstellkolbenträger angeordnete Verstellkolben erzeugt. Die Größe der mit dieser Vorrichtung erzeugbaren Umfangskraft ist begrenzt durch die verfügbare Druckhöhe und die Anzahl der Verstellkolben.

Die Steigerung der Umfangskraft über eine Druckerhöhung des Drucköles wäre zwar möglich, aber nicht erstrebenswert, weil sich durch die größer werdende Antriebsleistung der Schmierölpumpe eine Minderung an der verfügbaren Antriebsleistung des Motors ergäbe. Die Steigerung der Umfangskraft durch Erhöhung der Anzahl von Verstellkolben ergibt mit dem Konstruktionsprinzip der bekannten Vorrichtung ein untragbar großes Bauvolumen, was zu Einbauschwierigkeiten führt

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung eine gattungsgemäße Vorrichtung zur selbsttätigen Verstellung des Einspritzzeitpunktes einer Brennstoff-Einspritzpumpe zu schaffen, mit der eine hohe Verstellkraft ohne Erhöhung des speisenden Schmieröldruckes bei geringem Bauvolumen erreichbar ist.

Diese Auigabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit dem gewählten Konstruktionsprinzip eine bauraumsparende Vielfachanordnung der Verstellkolben realisiert ist, die für eine Baugröße jeweils eine hohe Gesamtverstellkraft ergibt, daß für die Erhöhung der Verstellkraft keine Anhebung des Zulaufdruckes notwendig ist, daß sich durch die Keilwirkung zwischen den Verstellkolben und den Gegenflächen eine Verstärkung der Verstellkolbenkraft ergibt, daß eine weitere Kraftverstärkung dadurch entsteht, daß das Drucköl im Druckraum jedes Verstellkolbens durch Zentrifugalwirkung einer Druckerhöhung gegenüber dem Zulaufdruck unterliegt.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 4. So zum Beispiel ist durch die sichere Abdichtung der Verstellkolben mittels Dichtelementen die Ölentnahme aus dem Schmierölkreislauf auf ein vernachlässigbar kleines Maß reduziert (Anspruch 4).

Die Anwendung von Keilflächen zur Übertragung von Kräften bei einer Vorrichtung zur selbsttätigen Verstellung zweier relativ zueinander verdrehbaren Glieder ist aus der DE-AS 10 95 047 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung handelt es sich um eine Fliehkraftverstelleinrichtung, die mehrteilige keilförmige Fliehgewichte mit veränderlichem, nach außen konvergierendem Keilwinkel aufweist. Unter Fliehkrafteinfluß wandern die keilförmigen Fliehgewichte radial nach außen. Es handelt sich also nicht um druckölbeaufschlagte Kolben, die entgegen der Fliehkraft verschoben werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 Querschnitt der Vorrichtung nach der Linie I-I in Fig. 2;

F i g. 2 Querschnitt (Teilschnitt) der Vorrichtung nach der Linie II-II in F i g. 3;

F i g. 3 Umfangsschnitt der Vorrichtung nach der Li-

nie IH-HI in F ig. 2.

Eine Brennstoff-Einspritzpumpe eines Dieselmotors wird über ein Getriebe von der Motor-Kurbelwelle aus angetrieben (nicht dargestellt). Auf der Antriebswelle 11 der Einspritzpumpe (nicht dargestellt) ist eine Vorrichtung zur selbsttätigen Verstellung des Einspritzzeitpunktes angeordnet, wobei die Vorrichtung zwei koaxial und relativ zueinander verdrehbar angeordnete Glieder des Einspritzpumpenantriebes umfaßt, die in ihrer gegenseitigen Winkellage mit Hilfe von Drucköl aus dem Schmierölkreislauf des Motors motordrehzahlabhängig verstellt werden.

Das eine der Glieder ist das auf der Antriebswelle 11 gleitend gelagerte Antriebszahnrad 12, während das andere der Glieder, die Mitnehmerscheibe 13, mit der Antriebswelle 11 drehfest verbunden ist !Coaxial zwischen Antriebszahnrad 12 und Mitnehmerscheibe 13 befindet sich ein drehbar gelagerter Verstellkolbenträger 14, der in radialen Fortsätzen 15 Zylinderbohrungen 16 zur Aufnahme von Verstellkolben 17 besitzt. Die radial zur Antriebswelle 11 angeordneten Verstellkolben 17 werden mit Drucköl jeweils auf der radial außenliegenden Kolbenfläche 29 beaufschlagt, das ihnen über die Zulaufbohrung 18 und die Verteilerbohrungen 19 aus der Antriebswellen zufließt.

An jedem Verstellkolben 17 sind an zwei gegenüberliegenden Stellen des Kolbenschaftes Keilflächen 20 angeordnet, die jede mit einer Gegenfläche 21,22 in Umfangsrichtung zusammenwirkt Die Gegenflächen 21 und 22 sind an Mitnehmerarmen 23,24 angeordnet, die von Antriebszahnrad 12 und Mitnehmerscheibe 13 ausgehend axial in die Zwischenräume zwischen den radialen Fortsätzen 15 des Verstellkolbenträgers 14 hineinragen.

Jede der Gegenflächen 21,22 befindet sich auf einem zylindrischen, einseitig parallel zur Längsachse abgeflachten Bolzen 25, der in einer entsprechenden Nut im Mitnehmerarm 23 bzw. 24 drehbar gelagert ist.

Jedem Verstellkolben 17 ist ein als Fliehgewicht ausgebildeter Steuerschieber 26 zugeordnet, der auf einer Verstellkolben 17 und Steuerschieber 26 zentrisch durchdringenden Steuerbüchse 27 gleitend angeordnet ist. Zwischen Steuerschieber 26 und Verstellkolben 17 ist eine Druckfeder 28 eingespannt, gegen die sich der Steuerschieber 26 unter Fliehkraftwirkung verschiebt.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Beim Start des Motors ist der radial außen liegende Druckraum 32 an jedem Verstellkolben 17 zunächst drucklos, wobei Verstellkolben 17 und Steuerschieber 26 durch die Druckfeder 28 in ihren Endlagen gehalten werden. Mit zunehmender Drehzahl der Antriebswelle 11 verschiebt sich der Steuerschieber 26 unter Fliehkraftwirkung entgegen der zunehmenden Spannung der Druckfeder 28 radial auswärts. Bei einer bestimmten Drehzahl erreicht der Steuerschieber 26 auf der Steuerbüchse 27 eine Stellung, bei der Drucköl über die Steuerbohrungen 30,31 in den Druckraum 32 gelangt Die durch das Drucköl am Verstellkolben 17· nun wirksame Verstellkraft ist der am Steuerschieber 26 und Verstellkolben 17 angreifenden Fliehkraft entgegengerichtet. Sie bewirkt eine gemeinsame Verschiebung von Verstellkolben 17 und Steuerschieber 26 radial einwärts in Richtung auf die Achse der Antriebswelle 11. Diese gemeinsame Einwärts-Verschiebung ist beendet, sobald die Steuerbohrungen 30,31 vom Steuerschieber 26 wieder verschlossen sind und der Druckölzufluß zum Druckraum 32 abgesperrt ist. In dieser Stellung herrscht Gleichgewicht zwischen Fliehkraft und Verstellkraft. Bei einer Drehzahlerhöhung oder bei Druckverlust im Druckraum 32 werden durch geringe Verschiebung des Steuerschiebers die Steuerbohrungen 30,31 so lange zur Nachspeisung von Drucköl freigegeben, bis sich der Gleichgewichtszustand wieder eingestellt hat In umgekehrter Weise erfolgt eine Entlastung des Druckraumes über die Steuerbohrung 31, wenn sich die Drehzahl verringern sollte, bis wieder Gleichgewicht zwischen Fliehkraft und Verstellkraft besteht

Die radial einwärts zur Antriebswelle 11 gerichtete Verstellkraft des Verstellkolbens 17 wird über die Keilflächen 20 auf Antriebszahnrad 12 und Mitnehmerscheibe 13 übertragen, wobei neben der Auslenkung in Umfangsrichtung auch eine Kraftverstärkung infolge der Keilwirkung eintritt. Eine radiale Verschiebung des Versiellkolbens 17 bewirkt somit eine gegenläufige Verdrehung von Antriebszahnrad 12 und Mitnehmerscheibe 13. Auf diese Weise verstellt sich ihre gegenseitige Winkellage drehzahlabhängig, wobei die maximale Winkellagenänderung durch Anschlagflächen 33 an den axialen Mitnehmerarmen 23, 24 begrenzt ist. Die Rückstellkräfte zum Erreichen der Ausgangswinkellage zwischen Antriebszahnrad 12 und Mitnehmerscheibe 13 bei Motorstillstand werden durch die als Druckfedern ausgebildeten Stützelemente 34 erzeugt, die zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten axialen Mitnehmerarmen 23,24 angeordnet sind.

Jede Zylinderbohrung 16 ist mit einem Deckel 35 verschlossen, der an einem in eine Nut der Zylinderbohrung eingelegten Sprengring 36 axial anliegt. Eine zwischen Deckel 35 und Steuerbüchse 27 angeordnete Tellerfeder 37 verspannt Deckel 35 und Steuerbüchse 27 spielfrei in ihren axialen Endlagen gegeneinander.

Um die Entnahme von Drucköl aus dem Schmierölkreislauf des Motors möglichst klein zu halten, ist der Druckraum an jedem Verstellkolben 17 durch Dichtelemente 38,39," 40 abgedichtet Je ein Dichtelement 38,39 ist in einer Ringnut im Verstellkolben 17 im Dichtspalt zur Zylinderbohrung 16 und zur Steuerbüchse 27 angeordnet Ein weiteres Dichtelement 40 befindet sich in einer Ringnut des Deckels 35 im Dichtspalt zur Zylinderbohrung 16.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur selbsttätigen Versteilung des Einspritzzeitpunktes bei Brennstoff-Einspritzpumpen für Verbrennungsmotoren, wobei die Vorrichtung zwei relativ zueinander verdrehbar angeordnete Glieder des Einspritzpumpenantriebes umfaßt, die in ihrer gegenseitigen Winkellage mit Hilfe von Drucköl aus dem Schmierölkreislauf des Motors motordrehzahlabhängig verstellt werden, wobei von Drucköl beaufschlagbare Verstellkolben in entsprechenden Zylinderbohrungen eines Verstellkolbenträgers angeordnet sind, der sich zwischen den relativ zueinander verdrehbaren Gliedern befindet, d a durch gekennzeichnet, daß die radial zur Achse des Einspritzpumpenantriebs angeordneten Verstellkolben (17) auf ihrer radial außen liegenden Kolbeiifläche (29) mit Drucköl beaufschlagt werden, daß jeder Verstellkolben (17) an zwei sich gegenüberliegenden Stellen seines radial innen liegenden Kolbenschaftes Keilflächen (20) aufweist, deren gedachte Schnittlinie sich radial unterhalb des Verstellkolbens (17) befindet, daß jede der Keilflächen (20) in Umfangsrichtung mit je einer Gegenfläche (21, 22) zusammenwirkt, die jeweils an einem axialen Mitnehmerarm (23, 24) der relativ zueinander verdrehbaren Glieder angeordnet ist, und daß jede der Gegenflächen (21, 22) auf je einem zylindrischen, einseitig parallel zu seiner Längsachse abgeflachten Bolzen (25) angeordnet ist, der in einer entsprechenden Nut im Mitnehmerarm (23,24) drehbar gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einer Steuerschieberanordnung, die gegen die Kraft einer Druckfeder fliehkraftbetätigt das Drucköl für die Verstellkolben steuert, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Verstellkolben (17) ein Steuerschieber (26) zugeordnet ist, der auf einer Verstellkolben (17) und Steuerschieber (26) durchdringenden Stcuerbüchse (27) gleitend angeordnet ist, und daß jeweils zwischen Steuerschieber (26) und Verstellkolben (17) eine Druckfeder (28) eingespannt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jedem Verstellkolben (17) zugehörige Zylinderbohrung (16) mit einem Deckel (35) verschlossen ist, der an einem in eine Nut der Zylinderbohrung (16) eingelegten Sprengring (20) axial anliegt, und daß eine zwischen Steuerbüchse (27) und Deckel (35) angeordnete Tellerfeder (37) diese beiden Teile in ihrer axialen Endlage gegeneinander verspannt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Verstellkolben (17) und Deckel (35) in Ringnuten eingelegte Dichtelemente (38, 39, 40) angeordnet sind, die den Druckraum an jedem Verstellkolben abdichten.