DE2710614A1

DE2710614A1 - Einrichtung zur aenderung des einspritzzeitpunktes bei dieselmotoren

Info

Publication number: DE2710614A1
Application number: DE19772710614
Authority: DE
Inventors: Fuminori Kurokawa
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1976-03-13
Filing date: 1977-03-11
Publication date: 1977-09-15
Also published as: JPS52110334A

Description

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3.3.1977 Ks/Ht

Diesel Kiki Co. Ltd. 7-6 Shibuya, 3-chome, Shibuya-Ku, Tokyo, Japan

Einrichtung zur Änderung des Einspritzzeitpunktes bei

Dieselmotoren

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Änderung des Einspritzzeitpunktes bei Dieselmotoren nach dem gattungsbildenden Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Es ist bekannt, bei Dieselmotoren zum Zwecke der richtigen Steuerung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes zwischen die Nockenwelle der Kraftstoffeinspritzpumpe und die Pumpenantriebswelle des Motors einen als Fliehkraftversteller ausgebildeten sogenannten Spritzversteller zu verwenden, welcher unter Ausnützung der auf seine Pliehgewichte einwirkenden

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Fliehkraft bei steigender Motordrehzahl den Einspritzzeitpunkt automatisch vorverstellt, d. h. die gegenseitige Drehlage beider Wellen im Sinne einer früheren Einspritzung ändert, und bei sinkender Drehzahl den Einspritzzeitpunkt wieder zurückverstellt. Da jedoch bei dem bisher gebräuchlichen Fliehkraftversteller die Steuerung des Einspritzzeitpunktes ausschließlich aufgrund der Motordrehzahl erfolgte, war es in den Fällen, wo in demselben Drehzahlbereich die Last in größerem Ausmaße schwankte, nicht möglich, eine entsprechende, der Leistung des Motors angepaßte Änderung der Drehlage der getriebenen gegenüber der treibenden Welle zu erhalten. Besonders im Leerlauf kam es durch eine Verzögerung des Zündzeitpunktes zu einem Absinken der Verbrennungstemperatur und zu einer unvollständigen Verbrennung, was durch die Entstehung von schwarzem Rauch und anderen giftigen Abgasbestandteilen eine Verschlechterung der Abgaszusammensetzung hervorrief und zu recht erheblichen Umweltbelästigungen führte. Im Bereich hoher Drehzahlen und bei geringer Leistungsabgabe des Motors wurde zwar der Einspritzzeitpunkt vorverstellt; da dieser jedoch für die maximale mögliche Leistung festgelegt war, so wurde die Verbrennungstemperatur übermäßig hoch und der Stickstoffoxidgehalt in den Auspuffgasen erhöhte sich entsprechend, so daß mit Rücksicht auf die Abgaszusammensetzung der Einspritzzeitpunkt um einige Winkelgrade zurückverlegt werden mußte.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Änderung des Einspritzzeitpunktes zu erhalten, bei welcher unter Verwendung des bekannten Spritzverstellers die Steuerung des Einspritzzeitpunktes in Abhängigkeit von der Motordrehzahl ausgeführt wird und bei welcher zusätzlich der Einspritzeitpunkt willkürlich oder in Abhängigkeit von Motorkenngörßen gesteuert werden kann, um so eine optimale Anpassung des Einspritzzeitpunktes für einen weiten Einsatzbereich des Dieselmotors zu erzielen.

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Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Durch die Verwendung eines Planetengetriebes ist auf einfache Weise zusätzlich zur drehzahlabhängigen Drehlageänderung eine lastabhängige Änderung willkürlich oder automatisch steuerbar. Die Bauform des Planetengetriebes ermöglicht seinen Einbau in den Räderkasten des Motors oder einen Anbau an den Pliehkraftversteller, und auch die Angriffsmöglichkeiten zur Verstellung der Drehlage sind vielfältig, da sowohl der Planetenradträger, das Innenrad als auch das Hohlrad für den Angriff einer Betätigungseinrichtung für die Drehlageänderung ausgebildet werden können.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 eine vereinfachte Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispiels und

Figur 2 eine Ansicht in Richting des Pfeiles C in Figur 1;

Figur 3 eine vereinfachte Darstellung einer Betätigungseinrichtung für das in den Figuren 1 und 2 gezeigte Ausführungsbeispiel und

Figuren H und 5 jeweils eine vereinfachte Darstellung eines

zweiten und dritten Ausführungsbeispiels.

Beim ersten Ausführungsbeispiel sind in den Figuren 1 und 2 ein auf einer Antriebswelle 1 des Motors befestigtes Sonnenrad 2, ein in einem äußeren, das Sonnenrad 2 umgebenden Gehäuse 3 befestigtes innenverzahntes Hohlrad 4 und zwei zwischen den beiden genannten Zahnrädern 2 und *l in Zahneingriff stehende Planetenräder 5 vorgesehen, welche zu einem Planetengetriebe P zusammengefügt sind. Die Planetenräder 5 werden

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von an der Antriebsseite 6a eines als Fliehkraftversteller ausgebildeten Spritzverstellers 6 befestigten Lagerbolzens 7 getragen. Der Spritzversteller 6 ist an seiner Abtriebsseite 6b mit einer Nockenwelle 8 einer bekannten und deshalb nicht dargestellten Kraftstoffeinspritzpumpe verbunden. Weiterhin ist das oben erwähnte Gehäuse 3 um die Antriebswelle 1 herum drehbar gelagert und seine Verdrehung kann durch die Betätigung eines an der Außenseite des Gehäuses 3 befestigten Armes 9 bewirkt werden.

Wenn nun die vom Motor angetriebene Welle 1 in der durch einen Pfeil angezeigten Richtung mit der Drehzahl N„ gedreht wird, dann laufen infolge der Drehbewegung des Sonnenrades 2 die Plai-itenräder 5 entlang dem innenverzahnten Hohlrad k in der Richtung des Pfeiles um und der Antrieb ist so eingerichtet, daß die Abtriebsdrehzahl der Nockenwelle 8 hierbei aufgrund eines festgelegten Zahnradverhältnisses Ν_ο/2 beträgt. Durch die umlaufenden Planetenräder 5 wird über die Lagerbolzen 7 die Drehbewegung des Motors auf den Spritzversteller 6 übertragen, durch den entsprechend der momentanen Motordrehzahl der Einspritzzeitpunkt gesteuert wird. Wenn nun der Arm des Gehäuses 3 in die in Figur 2 strichpunktiert eingezeichnete und mit A bezeichnete Lage verstellt wird, dann wälzen sich die Planetenräder auf der Innenverzahnung des Hohlrades ¹I ab. Die am Spritzversteller 6 befestigten Lagerbolzen 7 mit den Planetenrädern 5 werden in Richtung des Pfeiles D in Figur 2 um die Achse des Sonnenrades 2 in ihre strichpunktiert angedeutete, mit 7' und 5' bezeichnete zweite Lage bewegt, und gleichzeitig wird dadurch die Nockenwelle 8 in der Drehrichtung gegenüber dem Sonnenrad 2 verdreht und der Einspritzzeitpunkt wird vorverstellt. Wenn umgekehrt der Arm 9 des Gehäuses 3 in Richtung seiner in Figur 2 mit B bezeichneten Lage betätigt wird, wird der Einspritzzeitpunkt zurückverstellt.

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Auf diese Weise wird durch den Spritzversteller 6 der Einspritzzeitpunkt in Abhängigkeit von der Motordrehzahl gesteuert, und außerdem kann durch die Betätigung des Armes 9 der Einspritzzeitpunkt zusätzlich beliebig gesteuert werden.

Die Figur 3 zeigt ein Beispiel einer Betätigungseinrichtung für den Arm 9 des in Figur 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels. Der Arm 9 kann in Abhängigkeit von einer Motorkenngröße, wie etwa dem Saugrohrunterdruck, durch einen Hydraulikzylinder 10 betätigt werden, der über ein elektromagnetisches Umschaltventil 11 gesteuert wird. Der Arm 9 des Gehäuses 3 des zu Figur 1 und 2 beschriebenen Planetengetriebes wird von einer an einem axial beweglichen Kolben 12 des Hydraulikzylinders 10 befestigten Gabel 13 umfaßt. Der Hydraulikzylinder 10 ist an einen Hydraulikstromkreis angeschlossen, und den zwei mit 1OA und 1OB bezeichneten Zylinderkammern des Hydraulikmotors 10 wird über das elektromagnetische Umschaltventil 11 von einer ölförderpumpe 1*1 unter Druck gesetztes Arbeitsöl zugeführt. Das Umschaltventil 11 ist so aufgebaut, daß es durch ein in Abhängigkeit von einer Motorkenngröße - wie etwa dem Saugrohrunterdruck - Signale erzeugendes Steuergerät 15 umgeschaltet wird. Wenn beispielsweise das elektromagnetische Umschaltventil 11 durch vom Steuergerät 15 her kommende Signale in die Stellung I umgeschaltet wird, dann strömt das von der ölförderpumpe lH her zugeführte Arbeitsöl in die Zylinderkammer 10A des Hydraulikzylinders 10 ein und das sich in der Zylinderkammer 1OB befindende Arbeitsöl strömt aus, der Kolben 12 bewegt sich nach rechts und über die Gabel 13 wird der Arm 9 in die Richtung der in der Abbildung durch A gekennzeichneten Lage (d. h. also im Sinne einer Winkelvorverstellung) bewegt. Wenn das von dem Steuergerät 15 her kommende Signal aufhört, dann wird das Umschaltventil 11 in seine neutrale in Figur 3 gezeichnete Mittelstellung zurückgeführt. Der Kolben 12 kommt dann zum

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Stillstand und der Arm 9 wird in der richtigen Winkelvorverstellage gehalten. Wenn sodann durch von dem Steuergerät 15 her kommende Singale das Umschaltventil 11 in die Stellung

11 umgeschaltet wird, dann strömt^ das von der Ölförderpumpe 14 her zugeführte Arbeitsöl in die Zylinderkammer 1OB eirij der Kolben 12 geht nach links und der Arm 9 wird in die Richtung der in der Abbildung durch B bezeichneten Lage (d. h. im Sinne einer Winkelrückverstellung) bewegt. Wenn diese von dem Steuergerät 15 her kommenden Signale aufhören, dann kehrt das Umschaltventil 11 wieder in seine neutrale Mittelstellung zurück, und der Arm 9 wird in der momentan eingestellten Lage gehalten.

Somit ist es also möglich, durch die vom Steuergerät 15 erzeugten und in Abhängigkeit von einer Motorkenngröße, wie etwa dem Saugrohrunterdruck, festgelegten Signale zusätzlich zu der durch den Spritzversteller 6 in Abhängigkeit von der Motordrehzahl bewirkten Steuerung den Einspritzzeitpunkt noch genauer, z. B. in Abhängigkeit von der Motorbelastung zu steuern.

Wenn beispielsweise beim Leerlauf des Motors die Lage des Armes 9 im voraus so festgelegt ist, daß er nach der Winkelvorverstellseite hin betätigt wird, dann können dadurch z. B. die Verschlechterung der Abgas zusammensetzung oder die Schwierigkeiten beim Anlassen bei niedrigen Temperaturen usw. beseitigt werden. Wenn für hohe Drehzahlen und dabei auftretenden hohen Saugrohrunterdruck (geringe Belastung) der Arm 9 im Sinne einer Winkelrückverstellung verstellt wird, dann wird der NOx-Gehalt in den Auspuffgasen reduziert. Wenn ein Ventil 16 geöffnet wird, dann werden die beiden ZylinderkammernlOA und 1OB des Hydraulikzylinders 10 miteinander verbunden und durch die Einwirkung der Kraft von Federn 17 wird der Kolben

12 in seine in Figur 3 gezeichnete Mittelstellung zurückgeführt

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Wenn danach das Ventil 16 wieder geschlossen wird, dann wird auf diese Weise der Kolben 12 und damit der Arm 9 in einer stationären Lage festgehalten. Damit ist es also auch möglich, durch die Betätigung des Ventils 16 und Blockierung der Betätigungseinrichtung die Steuerung des Spritzzeitpunktes ausschließlich durch den Spritzversteller 6 vorzunehmen.

Die Figuren ¹J und 5 stellen je ein weiteres praktisches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Um die Erklärung zu vereinfachen sind in diesen Figuren die mit den Figuren 1 und 2 gleichen Teile mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet. In Figur ^l ist ein Sonnenrad 2 eines Planetengetriebes mit der Antriebswelle 1 des Motors gekuppelt, und durch ein am äußeren Umfang eines innenverzahnten Hohlrades 4 angebrachtes Zahnrad 18 wird über ein weiteres Zahnrad 19 die Motordrehzahl auf einen Spritzversteller 6 und eine Nockenwelle 8 übertragen. Bei diesem Beispiel ist ein als kreisrunde Scheibe ausgebildeter Planetenträger 21, der mit Planetenrädern 5 tragenden Lagerbolzen 20 versehen ist, zur Änderung des Einspritzzeitpunktes willkürlich um seine Achse verdrehbar.

Bei der in Figur 5 dargestellten Einrichtung wird durch ein auf einer Antriebswelle 1 starr befestigtes Zahnrad 22 und über ein Zahnrad 18 ein innenverzahntes Hohlrad ¹J eines Planetengetriebes in Drehung versetzt, wobei durch die Umlaufbewegung der Planetenräder 5 über die Lagerbolzen 7 die Drehbewegung des Motors auf einen Spritzversteller 6 und damit auf eine Nockenwelle 8 übertragen wird. Die Steuerung des Einspritzzeitpunktes geschieht durch die willkürliche oder automatisch gesteuerte Veränderung der Drehlage eines Sonnenra-

des 2.
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Claims

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Ansprüche

I1.)Einrichtung zur Änderung des Einspritzzeitpunktes bei Dieselmotoren, bei welcher zwischen einer Antriebswelle des Motors und der Nockenwelle einer Kraftstoffeinspritzpumpe ein Spritzversteller - vorzugsweise ein Fliehkraftversteller vorgesehen ist, welcher den Einspritzzeitpunkt mit steigender Motordrehzahl vorverstellt, dadurch gekennzeichnet, daß von einem aus einem Sonnenrad (2), einem sich außerhalb dieses Sonnenrades (2) befindenden innenverzahnten Hohlrad (Ί) und mindestens einem zwischen diesen beiden Zahnrädern (2 und k) im Zahneingriff stehenden Planetenrad (5) gebildeten Planetengetriebe (P) je eines der Zahnräder (5 oder 4) mit dem Spritzversteller (6) und der Antriebswelle (1) des Motors bzw. mit der Nockenwelle (8) der Einspritzpumpe verbunden sind, und daß durch eine Drehlageänderung der getriebenen Welle (1) mittels des verbleibenden Zahnrades (4 oder 5 oder 2) um seine Achse der Einspritzzeitpunkt änderbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehlageänderung des verbleibenden Zahnrades (^ oder 5

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oder 2) um seine Achse durch eine handbetätigte Verstelleinrichtung ausführbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehlage des verbleibenden Zahnrades (¹I oder 5 oder 2) durch eine Betätigungseinrichtung (10) in Abhängigkeit von einer Motorkenngröße - z. B. dem Saugrohrunterdruck - änderbar ist. u

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