DE2932672A1

DE2932672A1 - Hydraulischer spritzversteller fuer hochdruckeinspritzanlagen bei selbstzuendenden brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2932672A1
Application number: DE19792932672
Authority: DE
Inventors: Christoph Dipl Ing Burckhardt; Karl-Heinz Dipl Ing Hoffmann; Frank Dipl Ing Thoma
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1979-08-11
Filing date: 1979-08-11
Publication date: 1981-02-26
Also published as: IT1145661B; US4450818A; GB2059114A; IT8049297A0; FR2463273A1; GB2059114B; DE2932672C2; FR2463273B1

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daiin 12 ^

Stuttgart-Untertürkheim 8.Augusti 979

Hydraulischer Spritzversteller für
Hochdruckeinspritzanlagen bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen

Die Eriindung betrifft einen hydraulischen Spritzversteller nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei dem ßotrieb von Dieselmotoren, denen der Kraftstoff
unmittelbar in den Verbrennungsraum eingespritzt wird,
ist es erforderlich, den Einspritzzeitpunkt in Abhängigkeit von Drehzahl, Last und anderen Betriebsgrößen zu
variieren. Der Einspritzbeginn ist nicht nur für die Leistungsabgabe von Bedeutung, sondern auch für das Abgasverhalten und für die Laufruhe mitbestimmend. Zum Verändern des Einspritzzeitpunktes werden sogenannte Spritzversteller verwendet, welche die Einspritzpumpennockenwello gegen die Motorkurbelwelle verdrehen. Der SpritzversteHer wird üblicherweise mechanisch mit Fliehgewichten gesteuert, was jedoch eine Beschränkung auf drehzahlabhängige Kennlinien impliziert.

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Die erhöhten Anforderungen an Dieselmotoren, wie sie insbesondere abgasseitig gest eilt werden, erzwingen aber eine beliebig formbar· und von verschiedenen Größen beeinflußbare Verstellcharakteristik.

Es ist eine Kraftstoffeinspritzanlage bekannt (DE-AS 19 32 600),' die mit einem proportionalen Verstärkungsstellglied und mit einer Bypass-Drossel für das Druckmittel arbeitet, wobei als Druckmittel der Kraftstoffkreislauf verwendet wird und wobei lastabhängig und in Abhängigkeit von weiteren Betriebsparametern die Federkraft eines damit belasteten Kolbens elektromagnetisch änderbar ist und damit eine Veränderung des Druckes im Kraftstoffkreislauf herbeiführt, der auf den Spritzversteller wirkt und diesen entsprechend verstellt. Als Nachteile dieser Anlage sind hierbei der hohe Druckmitteldurchsatz durch den Bypass, die Hysterese und die geringere Genauigkeit der Steuerung zu erwähnen.

Es ist ferner eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung vorgeschlagen worden, bei der ein vom Motorölkreislauf abgezweigter Ölstrom zur Steuerung des Spritzveretellers verwendet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Drehmoment-Übertragungseinrichtung dahingehend zu vervollkommnen, daß bei mengenmäßig geringer Belastung des Ölkreislaufe außer der Motordrehzahl noch ander· verschiedene Betriebsgrößen eingespeist werden können, um dem zur Steuerung des Spritzverstellers verwendeten Ölstrom ein« auf den betreffenden Motor abgestimmt· Verstellcharakteristik aufzuprägen·

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst.

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Der Soll-Wert wird elektronisch aus verschiedenen Betriebsparametern ermittelt, wie z.B. Motordrehzahl, Temperatur, Regelung der Einspritzpumpe, Verstellwinkel des Spritzverstellers, Signal des Abgasaufbereitungssystems u.a. Motorgrößen und wird in einer Steuerungseinheit unter Berücksichtigung des Ist-Wertes in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt, welches den Kolben des 3~Stellungsventils entsprechend einsteuert, so daß das Druckmittel auf den eigentlichen Spritzversteller mit vorbestimmtem Druck einwirken kann.

Durch die Verstellrückmeldung und durch ständiges Vergleichen des Ist- und Sollwertes wird der Verstellwinkel des Spritzverstellers laufend überprüft und gegebenenfalls entsprechend der gemessenen Differenzen das als 3-Stellungsventil ausgebildete ,elektromagnetisch betätigbare Regulierventil auf Druckzufuhr, Druckentlastung oder Verschluß-Stellung gesteuert, so daß der Spritzversteller in der gegebenen Stellung verbleibt bzw. der Verstellwinkel vergrössert oder verkleinert wird.

Das Regulierventil kann vorzugsweise in der Welle des Spritzverstellers angeordnet werden.

Ferner kann zwischen dem Regulierventil und der Druckversorgungspumpe ein Druckspeicher vorgesehen sein.

Der Druckspeicher wird während des Betriebs der Brennkraftmaschine aufgeladen, um bei einem Kaltstart - Öldruck zu niedrig - den erforderlichen Verstelldruck zu liefern. Der Spritzversteller muß bei Kaltstart auf "früh" gestellt werden.

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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Spritzverstellers ,

Fig. 2 einen Schaltplan des Spritzveratellers gemäß der Erfindung,

Fig. 3 einen Hegelkreis der Verstellrückmeldung und

Fig. 4 eine Anordnung eines hydraulisch betätigten Reguliorventils in der Welle eines Spritzverstellers.

Dqi" Ln Fig. 1 von der Kurbelwelle eines nicht gezeichneten Motors über einen Zahnriemen 1 angetriebene Spritzversteller 2 bestellt aus einem Gehäuse 3 und einem Drehscheibenteil h ,der mit der Spritzverstellervelle 5 fest verbunden ist. Zwischen Drehscheibenteil 4 und Gehäuse 3 ist jeweils eine gegenüberliegende Druckkammer 6 vorgesehen, sowie je ein gegenüberliegender Federraum 7 mit Spritzverstellerredern 8, 9·

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, treibt die Spritzverstellerwelle 5 eine Kraftstoffeinspritzpumpe 10. Die Stellung der Regelstange 11 wird in an sich bekannter Weise induktiv abgegriffen und der Regelweg (Regelstellunp} über eine Verbindungsleitung 12 an eine Steuerungseinheit 13 weitergegeben, die aus den verschiedenen eingespeisten Motorkenndaten, wio Temperatur, Regelweg, Drehzahl, Verstellwinkel (Verstellung der Spritzverstellervelle zur Kurbelwelle des Motors) u.a. das Soll ermittelt und entsprechend ein als 3-Stellungsventil ausgebildetes Regulierventil 14 steuert.

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Als Druckmittel zur Steuerung des Spritzverstellers wird vom Ölkreislauf des Motors ein kleiner Teilstrom abgezweigt. Das Öl wird einem Ölsumpf 15 entnommen und mittels einer Druckversorgungspumpe 16 befördert. Der Teilstrom wird über ein Ruckschlagvontil 17 abgezweigt und durch eine Leitung 18 zum Regulierventil 14 geleitet. Je nach der Soll-Vorgabe im Regulierventil 14 und dessen Schaltung wird der Spritzversteller 2 über eine Leitung 19 mit Druck beaufschlagt - bzw. bei Mittelstellung gesperrt - oder in der anderen Extremlage geöffnet, so daß eine Druckentlastung im Spritzversteller 2 eintritt und das Drucköl durch einen Ölrücklauf 20 in den Ölsumpf 15 atfliesen kann. Durch induktive Messung am Spritzversteller 2 wird einerseits die Drehzahl 21 und andererseits der Verstellwinkel 22 abgegriffen und die gemessenen Werte laufend über Verbindungsleitungen 23» 23' der Steuerungseinheit 13 zugeführt. Zwischen dom Rückschlagventil 17 und dem Regulierventil 1*t ist ein Druckspeicher 2h für den Kaltstart vorgesehen, der während des Betriebs der Brennkraftmaschine aufgefüllt wird.

Aus dem Regelkreis des Spritzverstellers 2 (Fig. 3) wird je nach der jeweiligen Stellung der Regelstange 11, des Regulierventils 1^ und des Spritzverstellers laufend der Ist-Wert Ί ermittelt und durch eine Rückmeldungsleitung 25 mit dem Soll-Wert (<£ Soll) verglichen und der Vergleichswert als Signal zur Steuerung des Regulierventils Ik₀ herangezogen·

Das Regulierventil lh kann, wie die Fig. h zeigt, unmittelbar in die Spritzverstellerwelle 5 gelegt werden. Der Kolben 26 des Regulierventils 14 ist durch eine Verbindungsstange 27 mit dem Anker 28 eines Elektromagneten 29, mit zwei Endlagen 30 und 31, verbunden. Vird der Anker 23 in der Endlage 30 gehalten, erfolgt eine Druckentlastung im Druckmittelsystem, während die Endlage 31 ein· Druckzufuhr

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bewirkt, d.h., daß sich der Verstellwinkel im Spritzversteller 2 vergrößert. Eine Feder 32 hält den Anker 28 in einer Mittellage, dies ist dann der Fall, wenn Ist-Wert
und Soll-Wert übereinstimmen und die gegebene Stellung
des Spritzverstellers 2 beibehalten werden soll.

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Leerseite

Claims

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Paint 12 377/4

Stuttgart-Untertürkheim 8. Aug.1979

Ansprüche

Hydraulischer Spritzversteller für Hochdruckeinspritzanlagen bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen, mit einer Druckölversorgung der Arbeitskaniniern des Spritzverstöllers mittels einer Druckversorgungspumpo und einem elektrisch ansteuerbaren Regulierventil im Zulauf zu den Arbeitskammern, ferner mit einer eingaiigsseitig von Signalen entsprechend den laufenden Motor-Betriobsdaten gespeisten elektronischen Steuereinheit, die ausgangsseitig für das Hegulierventil einen Sollwert zur Druckeinsteuerung am Spritzversteller liefert, ferner mit einer Messung des Ist-Wertes des Verstellwinkels am Spritzversteller und einer laufenden Rückmeldung des Ist-Wertes auf die Steuereinheit, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinheit (13)₍ je nach dem ob Soll gegenüber Ist oder Ist gegenüber Soll größer ist, ein erstes und ein zweites Signal definierter Größe abgibt und daß das Regulierventil (1h) als elektromagnetisch betätigtes 3-Stellungsventil zur

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Steuerung von zwei verschiedenen Wegen - Druckzufuhr und Druckentlastung - und zur Einsteuerung einer Verschlußstellung ausgebildet ist.
2. Hydraulischer Spritzverstoller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daL zwischen dem Regulierventil (1-+) und der Druckversorgungspunipe (16) ein Druckspeicher (24) vorgesehen ist.

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