DE2802097A1

DE2802097A1 - Fliehkraftversteller fuer den verteiler einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2802097A1
Application number: DE19782802097
Authority: DE
Inventors: Isamu Arano
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1977-01-21
Filing date: 1978-01-18
Publication date: 1978-08-31
Also published as: JPS6055714B2; JPS5390537A; GB1549974A

Description

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HITACHI, LTD., Tokyo, Japan

-b'liehkraftversteller für den Verteiler einer Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fliehkraftversteller für den Verteiler einer Brennkraftmaschine.

In der JP-Patentveröffentlichung Nr. 48-14456 (1973) ist ein Fliehkraftversteller für einen Verteiler angegeben, der eine auf einer vom Motor getriebenen Welle befestigte Reglerplatte umfaßt. Auf der Reglerplatte sind zwei Reglergewichte schwenkbar auf zwei Spindeln angeordnet und frei um die Spindeln bewegbar. Die Reglerplatte weist zwei diametral gegenüberliegende Federbefestigungsplatten auf, und jedes Reglergewicht weist ein eine Feder aufnehmendes Loch auf. Zwei Federn sind zwischen den Federbefestigungsplatten und den Löchern eingehängt. Jedes Reglergewicht umfaßt ferner einen Stift, auf dem ein Arm mit zwei Schlitzen angeordnet ist, wobei die Schwenkzapfen in die Schlitze eingreifen. Eine Hohlwelle, auf

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der der Arm befestigt ist, eilt der Welle aufgrund der Auswärtsbewegung der Reglergewichte, die durch die darauf wirkende Fliehkraft bedingt ist, vor. Ein Winkel zwischen zwei Geraden, deren eine zwischen der Federbefestigungsplatte und dem Federbefestigungsschlitz und deren andere zwischen der Federbefestigungsplatte und der Spindel verläuft, ist normalerweise so gewählt, daß er größer als 10° ist.

Die Voreilcharakteristik des Fliehkraftverstellers muß normalerweise so sein, daß eine Vorverstellung aufgrund des Anstiegs der Motordrehzahl erfolgt. Bei der Fertigung werden die Federbefestigungsplatten, nachdem die eine geeignete Federkonstante aufweisende Feder befestigt wurde, umgebogen zwecks Einstellung der Zugkraft aufgrund der längenausdehnung der Feder, wodurch der Zündzeitpunkt bei einer erwünschten Motordrehzahl entsprechend den Vorverstellcharakteristiken vorverlegt wird. Ferner sind Verfahren zum Einstellen der Anfangslängenausdehnung der Federn unter Verwendung von Exzenterschrauben, od. dgl. bekannt. In jedem Fall ist jedoch eine sehr genaue Feineinstellung der Anfangslängenausdehnung der Federn erforderlich, um solche Vorverstellcharakteristiken zum Zeitpunkt der Befestigung der Federn zu erhalten. Im Betrieb werden die Befestigungsabschnitte der Federn abgenutzt und bewirken Änderungen der Anfangslängenausdehnung der Federn aufgrund von Abrieb, so daß sich die Zugkraft der Federn ändert. Dadurch wird nach einer gewissen Zeit die Drehzahl, bei der der Zündzeitpunkt vorverstellt wird, stark beeinflußt. Dies resultiert wiederum in einer Verschlechterung der Abgase der Brennkraftmaschine.

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Weiterhin ist noch auf die US-PS 3 584 165 zu verweisen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Fliehkraftverstellers, der leicht montierbar ist, da eine Peineinstellung der Federn nicht erforderlich ist, und bei dem auch bei Langzeit-Benutzung keine Abweichung des Zündzeitpunkts von erwünschten Vorverstellcharakteristiken auftritt.

Der I¹Iiehkraftversteller nach der Erfindung für den Verteiler einer Brennkraftmaschine, mit einer vom Motor getriebenen Welle, mit einer an der Welle befestigten Mitnehmerscheibe mit zwei Schwenkzapfen und zwei Stiften, mit zwei Reglergewichten, deren jedes schwenkbar mit einem entsprechenden Schwenkzapfen der Mitnehmerscheibe verbunden ist, so daß jedes Reglergewicht um einen
Schwenkzapfen frei bewegbar ist, und deren jedes einen Schwenkzapfen und einen Stift aufweist, mit zwei die Reglergewichte mit Federkraft beaufschlagenden Federn, deren jede an einem der Stifte der Mitnehmerscheibe und einem Stift eines Reglergewichts eingehängt ist, mit einer scheibenförmigen Platte mit zwei Langlöchern, in die die Schwenkzapfen der Reglergewichte eingreifen, und mit einer Nockenwelle, auf der die scheibenförmige Platte gesichert ist, so daß sie der Welle voreilt, ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Winkel zwischen zwei Geraden, deren eine zwischen einem Stift der Mitnehmerscheibe und einem Stift des entsprechenden Reglergewichts verläuft und deren andere zwischen dem Stift und dem Schwenkzapfen der Mitnehmerscheibe verläuft, vor Beginn des Voreilens der Nockenwelle zwischen 3° und 7° liegt.

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Durch die Erfindung wird also ein Fliehkraftversteller für einen Verteiler angegeben, wobei auf einer vom Motor getriebenen Welle eine Mitnehmerscheibe gesichert ist, ^wei Reglergewichte stehen in Schwenkverbindung mit zwei an der Mitnehmerscheibe befestigten Schwenkzapfen. Die Mitnehmerscheibe umfaßt zwei zylindrische hochkantige Stifte, und jedes Reglergewicht weist einen zylindrischen hochkantigen Stift auf. Lwei Federn sind an den Stiften der Mitnehmerscheibe und den Stiften der Reglergewichte eingehängt. Jedes Reglergewicht weist ferner einen Schwenkzapfen auf, auf dem eine scheibenförmige Platte mit zwei Langlöchern angeordnet ist, wobei die Schwenkzapfen lose in die langlöcher eingreifen. Eine hohle Nockenwelle, auf der die scheibenförmige Platte gesichert ist, eilt daher der Welle aufgrund der Auswärtsbewegung der fliehkraftbeaufschlagten Reglergewichte vor. Bei dieser Anordnung ist ein Winkel zwischen zwei Geraden, deren eine zwischen dem Stift der Mitnehmerscheibe und dem Stift des Reglergewichts und deren andere zwischen dem Stift und dem Schwenkzapfen der Mitnehmerscheibe verläuft, so gewählt, daß er nicht weniger als 3° und nicht mehr als 7° beträgt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine Draufsicht auf den Pliehkraftversteller nach der Erfindung;

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Fig. 2 Verstellcharakteristiken des Pl i ehkr aftverstellers nach Pig. 1, wobei die Ordinate "bzw. die Abszisse den Verstellwinkel θ des Zündzeitpunkts bzw. die Drehzahl i. eines Motors bezeichnen;

Fig. 3 das Ergebnis eines Versuchs zur Bestimmung des optimalen Winkels, wobei die Ordinate bzw. die Abszisse die er-■ forderliche Anfangslängendehnung -C einer Feder bzw. den Winkel Ck. bezeichnen; und

Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel des Fliehkraftverstellers.

Kach Fig. 1 weist die Fliehkraftverstellvorrichtung eines Verteilers eine getriebene Welle 10 auf. Die Welle läuft im Gegenuhrzeigersinn in zeitlicher Abstimmung mit einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) um. Eine Mitnehmerscheibe 20 ist mit ihrer Außenseite auf der Welle 10 befestigt, wobei ein Abschnitt der Welle 10 die Mitnehmerscheibe 20 durchsetzt. Die Mitnehmerscheibe 20 läuft zusammen mit der Welle 10 im Gegenuhrzeigersinn um. An der Mitnehmerscheibe 20 sind zwei parallel zur Welle 10 sich erstreckende Drehzapfen 25 befestigt. Diese Drehzapfen 25 sind an der Mitnehmerscheibe 20 diametral entgegengesetzt zueinander in bezug auf die Welle 10 angeordnet. Zwei Reglergewichte 30 sind schwenkbar auf den Drehzapfen 25 der Mitnehmerscheibe 20 angeordnet und um die Drehzapfen 25 frei drehbar. Jedes Reglergewicht 30 weist einen vorspringenden

Randatischnitt 35 auf, an dem ein hochkantiger zylindrischer Stift 40 gesichert ist. Die Mitnehmerscheibe 20 umfaßt ferner zwei diametral entgegengesetzte zylindrische hochkantige Stifte 45 auf. Zwei Zugfedern 50 sind an den Stiften 40 der Reglergewichte bzw. den Stiften 45 der Mitnehmerscheibe 20 eingehängt, so daß die Reglergewichte 30 nach innen gespannt sind. Die Reglergewichte 30 werden durch die Fliehkraft beim Umlaufen der Welle 10 nach außen bewegt.

Jedes Reglergewicht 30 weist ferner einen hochkantigen Schwenkzapfen 55 auf, auf dem eine scheibenförmige Platte 60 befestigt ist. Zwei Langlöcher 65 sind in der Platte 60 diametral symmetrisch zueinander ausgebildet, und in jedes Langloch greift lose ein Schwenkzapfen 55 eines Reglergewichts 30 ein. Die scheibenförmige Platte 60 ist auf einer hohlen Nockenwelle 65' befestigt, in deren hohlen Teil die Welle 10 lose eingesetzt ist. Die Nockenwelle 65' weist einen Steuerkurvenkörper 70 auf, der einen üblichen Unterbrecher (nicht gezeigt) betätigt und bei einer Bewegung der Reglergewichte 30 nach außen in bezug auf die Welle 10 im Gegenuhrzeigersinn voreilt.

Eine genauere Erläuterung des PIiehkraftverstellers folgt noch. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist der Fliehkraftversteller in bezug auf die Welle 10, insbesondere deren Achse, symmetrisch aufgebaut. Es wird daher in der folgenden Erläuterung auf die obere Hälfte des Fliehkraftvers tellers nach Fig. 1 Bezug genommen.

In Fig. 1 ist ferner die Lage der Achse der an der Mitnehmerscheibe 20 gesicherten hochkantigen Stifte 45

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mit H bezeichnet. Die Lage der Achse des an dem vorspringenden Randabschnitt 35 des Reglergewichts 30 gesicherten hochkantigen Stifts ist mit S bezeichnet. Die Lage der Achse des Schwenkzapfens 25, auf dem das Reglergewicht 30 angeordnet ist, ist mit ¥ bezeichnet.

Die beiden Stifte 40 und 45 sowie der Schwenkzapfen 25 liegen auf der Mitnehmerscheibe 20, bevor die Auswärtsbewegung des Reglergewichts 30 beginnt, wodurch die folgende Gleichung erfüllt wird:

3° ^ OC ύ 7° (1)

mit OC = Winkel zwischen zwei Geraden, deren eine von H nach S (BS) und deren andere von H nach W (HW) verläuft.

Die Arbeitsweise des Fliehkraftverstellers nach Fig. 1 wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert. Die auf das Reglergewicht 30 wirkende Fliehkraft steigt entsprechend dem Anstieg der Drehzahl der Welle 10 an. Bis die Drehzahl h den Punkt i,^r ₀ erreicht - da das auf die Fliehkraft zurückgehende Moment kleiner als das auf die Zugkraft der Feder 50 zurückgehende Moment ist -,bewegt sich das Reglergewicht 30 nicht nach außen, so daß der Zündzeitpunkt nicht vorverstellt wird.

Wenn die Drehzahl K den Wert H₀ erreicht, wird das Fliehkraftmoment gleich dem Moment der Zugkraft der Feder 50, und das Reglergewicht 30 beginnt mit der Auswärtsbewegung. Entsprechend einem weiteren Anstieg der Drehzahl I: be-

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wegt sich das Reglergewicht 30 allmählich nach außen, bis die Drehzahl i.' den Wert 1.^ erreicht.

Wenn die Drehzahl Γ. den Wert L. erreicht, wird die Auswärtsbewegung des Reglergewichts 30 gestoppt, da das in der scheibenartigen Platte 60 ausgebildete langloch 65 die Bewegung des am Reglergewicht 30 gesicherten Schwenkzapfens 55 begrenzt. Daher erreicht der Zündzeitpunkt-Verstellwinkel den Höchstwert Q^.

Die vorstehend erläuterten Bewegungsabläufe v/erden unter Verwendung numerischer Ausdrücke erläutert, wobei die weiteren in Pig. 1 eingetragenen Buchstaben und Seichen die folgende Bedeutung haben:

G = Massenmittelpunkt des Reglergewichts 30, O = Achse der Welle 10,

m = Abschnitt der Senkrechten vom Punkt W zu einer Geraden OG,

η = Abschnitt der Senkrechten vom Punkt W zu einer Geraden SH.

Da das Moment Fw»m aufgrund der Fliehkraft Pw und das Moment Fs*n aufgrund der Zugkraft Fs der Feder 50 bei der Drehzahl L^ gegenseitig abgeglichen sind, ergibt sich die folgende Beziehung:

Fs = § * Fw (2).

Andererseits wird die Fliehkraft IV bei der Drehzahl I. durch die folgende Gleichung ausgedrückt:

Fw = K . N² (3)

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mit K = eine Konstante.

liach Pig. 2 ist die Drehzahl Ii zum Zeitpunkt der Beendigung der Vorverstellung höher als die Drehzahl Ii _Q zum Beginn der Yorverstellung. Aus der Gleichung (3) ist ersichtlich, daß die Fliehkraft Pw "bei Beendigung der Vorverstellung wesentlich höher als zu Beginn der Vorverstellung wird. Wie aus der Gleichung (2) ersichtlich ist, muß daher ^ zu Beginn der Vorverstellung groß und am Ende der Vorverstellung klein sein, um die Charakteristiken nach Pig. zu erzielen. Diese Forderungen sind dadurch erfüllbar, daß zu Beginn der Vorverstellung die Länge η so kurz wie möglich, d. h. der Winkel (X so klein wie möglich gemacht wird.

Der Winkelbereich des Winkels CX, der vorstehend durch die Gleichung (1) angegeben wurde, wurde experimentell wie folgt bestimmt. Die Abszisse in Pig. 3 gibt den Winkel o an, während die Ordinate eine erforderliche Anfangslängenausdehnung £ der Zugfeder 50 bezeichnet, so daß die vorher erläuterten Charakteristiken erhalten v/erden. Die erforderliche anfängliche Länge Λ der Zugfeder 50 nimmt umgekehrt proportional zu der Vergrößerung des Winkels Oe ab. Wenn jedoch der Winkel CX- auf 0° verkleinert wird, kehrt der Zündzeitpunktverstellwinkel, d. h. das Reglergewicht 30, nicht zurück, auch wenn die Drehzahl K auf IL· abnimmt, wodurch eine Instabilität des Fliehkraftverstellers resultiert.

Es wurde experimentell festgestellt, daß der optimale Wert des Winkels o* zwischen 3° und 7° liegt. Ferner wurde gefunden, daß eine Feineinstellung der anfänglichen Länge der Zugfeder 50 nicht erforderlich ist, wenn der Winkel £*- innerhalb des angegebenen Bereichs eingestellt wird.

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Das Ausführungsbeispiel nach Pig. 4 hat eine lineare Vorverstellcharakteristik in bezug auf den Anstieg der Drehzahl Ii des Motors. Die scheibenförmige Platte 60 weist zwei Langlöcher 66 auf, deren jedes im Gegenuhrzeigersinn um einen Winkel ß geneigt ist.

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L e e r s e ι t e

Claims

jliehkraftversteller für den /erteiler einer Brennkraftmaschine, mit einer vom Motor getriebenen Welle, mit einer an der Welle befestigten Kitnehmerscheibe mit zwei Schwenkzapfen und zwei Stiften, mit zwei Reglergewichten, deren jedes schwenkbar mit einem entsprechenden Schwenkzapfen der Mitnehmerscheibe verbunden ist, so daß jedes Reglergewicht um einen Schwenkzapfen frei bewegbar ist, und deren jedes einen Schwenkzapfen und einen Stift aufweist, mit zwei die Reglergewichte mit Federkraft beaufschlagenden Federn, deren jede an einem der Stifte der Mitnehmerscheibe und einem Stift eines Reglergewichts eingehängt ist, mit einer scheibenförmigen Platte mit zwei langlöchern, in die die Schwenkzapfen der Reglergewichte eingreifen, und mit einer Nockenwelle, auf der die scheibenförmige Platte gesichert ist, so daß sie der Welle voreilt,

dadurch gekennzeichnet,

daß ein Winkel (CV-) zwischen zwei Geraden, deren eine (HS) zwischen einem Stift (45) der Mitnehmerscheibe (20) und einem Stift (40) des entsprechenden Reglergewichts (30) verläuft und deren andere (HW) zwischen dem Stift (45) und dem Schwenkzapfen (25) der Mitnehmerscheibe

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(20) verläuft, vor iSeginn des Voreilens der rockenwelle (65^f) zwischen 3 und 7 liegt.
2. Fliehkraftversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (45, 40) der Mitnehmerscheibe (20) und der Reglergewichte (30) Zylinderstifte sind.