DE2945578C2 - Device for adjusting the ignition point of an internal combustion engine - Google Patents
Device for adjusting the ignition point of an internal combustion engineInfo
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Description
a) Die Welle (5) des Zündverteilers (4) und die Nockenwelle (1) der Brennkraftmaschine stehen über schrägverzahnte Schraubenräder (3 bzw. 2) in Antriebsverbindung,a) The shaft (5) of the distributor (4) and the camshaft (1) of the internal combustion engine are stationary Via helical helical gears (3 or 2) in drive connection,
b) die Nockenwelle (/) ist au der dem Zündverteiler (4) abgewandten Seite fest (Festlager 6) und nahe dem Zündverteiler (4, gleitend (Loslager 7) gelagert,b) the camshaft (/) is fixed on the side facing away from the ignition distributor (4) (fixed bearing 6) and near the distributor (4, sliding (floating bearing 7) stored,
c) Nockenwelle (1) und Nockenwellengehäuse (9) (Zylinderkopf) besitzen unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten,c) Camshaft (1) and camshaft housing (9) (cylinder head) have different thermal Expansion coefficient,
d) der Zündverteiler (4) ist am Nockenwellengehäuse (9) befestigt,d) the distributor (4) is attached to the camshaft housing (9),
e) Drehsinn, Steigungswinkel, Steigungsrichtung und relative Lage des Nockenwellen- und" Zündverteiler-Schraubenrads (2 bzw. 3) sind so gewählt, daß die temperaturabhängige relative Längenänderung (ΔΙ) der Nockenwelle (1) gegenüber dem Nockenwellengehäuse (9) der gewünschten Änderung (Δοή des Zündwinkels zumindest annähernd entspricht. e) Sense of rotation, pitch angle, pitch direction and relative position of the camshaft and ignition distributor helical gear (2 or 3) are selected so that the temperature-dependent relative change in length (ΔΙ) of the camshaft (1) compared to the camshaft housing (9) of the desired change (Δοή corresponds at least approximately to the ignition angle.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Zündwinkels bei kalter Brennkraftmschine einem vorgegebenen (optimalen) Wert entspricht.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the setting of the ignition angle at cold internal combustion engine corresponds to a predetermined (optimal) value.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Zündwinkels bei betriebswarmer Brennkraftmaschine einem vorgegebenen (optimalen) Wert entspricht.4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the setting of the ignition angle corresponds to a predetermined (optimal) value when the internal combustion engine is at operating temperature.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verstellung des Zündzeitpunktes einer Brennkraftmaschine, deren Nockenwelle die Zündverteiler-Welle antreibt, wobei zum Verstellen des Zündzeitpunktes in Richtung Früh bei kalter und in Richtung Spät bei betriebswarmer Maschine temperaturabhängig wirksame Einrichtungen vorgesehen sind, welche — zum Beispiel jeweils zum Zeitpunkt des OT des arbeitsbereiten Kolbens betrachtet — einen Bezugspunkt am Umfang der Zündverteiler-Welle und einen Bezugspunkt am Zündverteiler-Gehäuse derart im Winkel zueinander verstellen, daß aufgrund des sich ergebenden Vor- bzw. Nacheilens der Zündverteiler-Welle die verlangte Früh- oder Spätzündung zustandekommtThe invention relates to a device for adjusting the ignition point of an internal combustion engine, whose camshaft drives the distributor shaft, whereby for adjusting the ignition point in In the early direction when the machine is cold and in the late direction when the machine is at operating temperature, it is effective depending on the temperature Facilities are provided which - for example, are ready to work at the time of the OT Piston considered - a reference point on the circumference of the distributor shaft and a reference point Adjust the angle of the distributor housing in such a way that due to the resulting If the ignition distributor shaft is ahead or behind, the required early or retarded ignition is achieved
Bei einer bekannten derartigen Vorrichtung (US-PSIn a known device of this type (US-PS
ίο 18 25 388) geschieht die Verstellung des Zündwinkels durch ein Verstellglied, das das Zündverteiler-Gehäuse temperaturabhängig relativ zu der Zündverteiler-Welle verstellt Das Verstellglied ist beispielsweise nach Art einer Spiralfeder ausgebildet, die das Zündverteiler-Gehäuse umgreift Die Zündverteiler-Welle ändert bei einer Verstellung des Zündverteiler-Gehäuses ihre Drehlage nicht Die bekannte Vorrichtung ist besonders bauaufwendig und für die Verwendung bei modernen Brennkraftmaschinen nicht geeignet, da sie den Zündwinkel nur mit erheblichem Spiel verstellen kann.ίο 18 25 388) the ignition angle is adjusted by means of an adjusting element that moves the distributor housing as a function of temperature relative to the distributor shaft adjusted The adjusting member is designed, for example, in the manner of a spiral spring, which the ignition distributor housing grips around the distributor shaft changes its position when the distributor housing is adjusted Not rotational position The known device is particularly expensive to build and for use in modern Internal combustion engines are not suitable because they can only adjust the ignition angle with considerable play.
Ferner unterliegt sie dem Einfluß von Erschütterungen, die eine zusätzliche Ungenauigkeit der Zündwinkel-Einstellung mit sich bringen.Furthermore, it is subject to the influence of vibrations, which leads to an additional inaccuracy in the setting of the ignition angle entail.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit geringem konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand zu schaffen, die eine spielfreie und erschütterungsunempfindliche, temperaturabhängige Einstellung des Zündwinkels ermöglichtThe invention is based on the object of providing a device of the type mentioned at the outset with little to create constructive and production-related expenditure that ensures a backlash-free and vibration-insensitive, allows temperature-dependent setting of the ignition angle
Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art darin, daß die
sich im Betrieb einstellende temperaturabhängige Längenänderung der Nockenwelle relativ zum Nockenwellengehäuse
bzw. relativ zu einem Nockenwellen-Festlager dazu ausgenutzt ist um die Lage des
Nockenwellen-Abtriebrades relativ zum Zündverteiler-Antriebsrad in einem solchen Ausmaß zu verändern,
daß sich das verlangte Vor- bzw. Nacheilen der Zündverteiler-Welle zumindest annähernd einstellt
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die gewünschte Verstellung des Zündwinkels »automatisch«,
d. h. ohne zusätzliche Bauteile erreicht. Die aus der relativen thermischen Längenänderung der Nokkenwelle
resultierende Änderung des Drehwinkels der Zündverteiler-Welle liefert die gewünschte Einstellung
des Zündwinkels. Der Übergang zwischen Früh- und Spätzündung erfolgt während der gesamten Erwärmungsphase
gleitend und so, daß der Zündwinkel der jeweiligen Betriebstemperatur angepaßt ist.
so Bei einer ferner bekannten Vorrichtung wirkt ein temperaturgesteuertes Verstellglied auf die Unterbrecherplatte
des Zündverteilers ein (DE-AS 20 51 956). Das Verstellglied ist im einen Fall ein magnetisch
betätigter Stößel, dessen Erregung bei Erreichen einer vorgegebenen Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine
durch einen Thermoschalter schlagartig abgeschaltet wird. Im anderen Fall ist das Verstellglied selbst
nach Art eines Thermostateinsatzes aufgebaut und direkt der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine
unterworfen. Dieses Verstellglied stellt den Übergang zwischen Früh- und Spätzündung ebenfalls gleitend ein.
Beiden Ausführungen ist gemeinsam, daß sie besonders bauaufwendig sind und eine zusätzliche Verstellung des
Zündwinkels, beispielsweise abhängig von der BeIastung der Brennkraftmaschine, nicht oder nur mit
erheblichem konstruktiven Aufwand gestatten. Demgegenüber ist bei der Erfindung die Unterbrecherplatte
frei und kann in bekannter Weise mit einem ggf.The solution to this problem is that the temperature-dependent change in length of the camshaft relative to the camshaft housing or relative to a camshaft fixed bearing that occurs during operation is used to adjust the position of the camshaft drive wheel relative to the ignition distributor drive wheel to change to such an extent that the required lead or lag of the ignition distributor shaft is at least approximately established
In the device according to the invention, the desired adjustment of the ignition angle is achieved “automatically”, ie without additional components. The change in the angle of rotation of the ignition distributor shaft resulting from the relative thermal change in length of the camshaft provides the desired setting of the ignition angle. The transition between advanced and retarded ignition takes place smoothly during the entire heating phase and in such a way that the ignition angle is adapted to the respective operating temperature.
In a further known device, a temperature-controlled adjusting element acts on the breaker plate of the distributor (DE-AS 20 51 956). In one case, the adjusting element is a magnetically actuated plunger, the excitation of which is suddenly switched off by a thermal switch when a predetermined operating temperature of the internal combustion engine is reached. In the other case, the adjusting element itself is constructed in the manner of a thermostat insert and is directly subjected to the operating temperature of the internal combustion engine. This adjusting element also smoothly adjusts the transition between advanced and retarded ignition. What both versions have in common is that they are particularly complex and do not allow an additional adjustment of the ignition angle, for example depending on the load on the internal combustion engine, or only with considerable structural effort. In contrast, in the invention, the interrupter plate is free and can be used in a known manner with an optionally
zweistufigen Unterdruckversteller entsprechend den Belastungszuständen der Brennkraftmaschine verstellt werden.two-stage vacuum adjuster adjusted according to the load conditions of the internal combustion engine will.
Eine konstruktive Ausgestaltung der Erfindung besteht in der Kombination folgender Merkmale:A constructive embodiment of the invention consists in the combination of the following features:
a) Die Welle des Zündverteilers und die Nockenwelle der Brennkraftmaschine stehen über schrägverzahnte Schraubenräder in Antriebsverbindung,a) The shaft of the distributor and the camshaft of the internal combustion engine are helical Helical gears in drive connection,
b) die Nockenwelle ist auf der dem Zündverteiler abgewandten Seite fest und nahe dem Zündverteiler gleitend gelagert,b) the camshaft is fixed on the side facing away from the distributor and close to the distributor sliding bearing,
c) Nockenwelle und Nockenwellengehäuse besitzen unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten, c) camshaft and camshaft housing have different thermal expansion coefficients,
d) der Zündverteiler ist am Nockenwellengehäuse befestigt,d) the distributor is attached to the camshaft housing,
e) Drehsinn, Steigungswinkel und Steigungsrichtung des Nockenwellen- und Zündverteilerschraubenrads sind so gewählt, daß die temperaturabhängige relative Längenänderung der Nockenwelle gegenüber dem Nockenwellengehäuse .der gewünschten Änderung des Zündwinkeis zumindest annähernd entspricht.e) Sense of rotation, pitch angle and pitch direction of the camshaft and ignition distributor helical gear are chosen so that the temperature-dependent relative change in length of the camshaft opposite the camshaft housing .the desired change in the ignition angle at least approximately is equivalent to.
Zwar ist die in den kennzeichnenden Merkmaien a), b), c) und d) angegebene konstruktive Ausgestaltung im Prinzip bekannt. Drehsinn und Steigungsrichtung der Nockenwellen- und Zündverteiler-Schraubenräder sind dabei jedoch so gewählt, daß sie den umgekehrten Verlauf der Zündwinkel-Einstellung ergeben. Bei Anpassung dieser bekannten Vorrichtung beispielsweise so, daß der Zündwinkel bei betriebswarmer Brennkraftmaschine den optimalen Wert besitzt, ergibt sich bei kalter Brennkraftmaschine eine erhebliche relative Spätverstellung des Zündwinkels, die das Anlassen der Brennkraftmaschine erheblich erschweren kann. Auch muß dabei die sog. Warmlaufanreicherung, d. h. die in der Warmlaufphase erforderliche zusätzliche Kraftstoffmenge, gegenüber der erfindungsgemäßen Vorrichtung wesentlich größer sein, was insgesamt einen größeren Kraftstoffverbrauch zur Folge hat.It is true that the structural design specified in the characterizing features a), b), c) and d) is in the Principle known. The direction of rotation and the pitch direction of the camshaft and ignition distributor helical gears are in this case, however, chosen so that they result in the reverse course of the ignition angle setting. at Adaptation of this known device, for example, so that the ignition angle at operating temperature Internal combustion engine has the optimum value, there is a considerable value when the internal combustion engine is cold relative retardation of the ignition angle, which make starting the internal combustion engine considerably more difficult can. The so-called warm-up enrichment, i.e. H. the additional required in the warm-up phase Amount of fuel, compared to the device according to the invention, be significantly larger, which overall results in greater fuel consumption.
Bei der Erfindung hingegen kann die Einstellung des Zündwinkels so getroffen sein, daß sie bei kalter Brennkraftmaschine einem vorgegebenen optimalen Wert entspricht. Die Einstellung des Zündwinkels bei betriebswarmer Brennkraftmaschine entspricht dann ebenfalls zumindest annähernd den optimalen Bedingungen. In the invention, however, the setting of the ignition angle can be made so that it is cold Internal combustion engine corresponds to a predetermined optimal value. The setting of the ignition angle at warm internal combustion engine then also corresponds at least approximately to the optimal conditions.
Umgekehrt läßt sich die Einstellung des Zündwinkels so treffen, daß sie bei b^triebswarmer Brennkraftmaschine exakt einen vorgegebenen optimalen Wert besitzt Dabei liegt der Zündwinkel dann bei kalter Brennkraftmaschine zumindest in der Nähe des optimalen Werts. Durch geeignete Wahl der Durchmesser und/oder der Stnigungshöhe des Nockenwellen- und des Zündverteiler-Schraubenrades kann entsprechend den unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Nockenwelle und Nockenwellengehäuse erreicht werden, daß sowohl bei kalter als auch bei betriebswarmer Brennkraftmaschine der Zündwinkel auf den optimalen Wert eingestellt ist,Conversely, the setting of the ignition angle can be made so that it is when the internal combustion engine is at operating temperature has exactly a predetermined optimal value. The ignition angle is then cold Internal combustion engine at least in the vicinity of the optimal value. By suitable choice of the diameter and / or the pitch height of the camshaft and the ignition distributor helical gear can accordingly the different coefficients of thermal expansion of the camshaft and camshaft housing be that both when the engine is cold and at operating temperature, the ignition angle to the optimal value is set,
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieis näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing. It shows
F i g, 1 eine Prinzip-Darstellung einer Vorrichtung zu einer betriebstemperatur-angepaßten Zündwinkel-Verstellung undFIG. 1 shows a basic illustration of a device for an operating temperature-adapted ignition angle adjustment and
F i g. 2 eine konstruktive Ausgestaltung der Vorrichtung von Fig. 1.F i g. 2 shows a structural configuration of the device from FIG. 1.
In Fig. 1 ist schematisch die Nockenwelle 1 einer Brennkraftmaschine dargestellt, die an ihrem einen Ende ein schrägverzahntes Schraubenrad 2 als Abtriebsrad besitzt. Dieses greift in ein Antriebsrad dienendes schrägverzahntes Schraubenrad 3 eines Zündverteilers 4 (F i g. 2) ein, dessen Welle 5 senkrecht zur Nockenwelle 1 verläuft. Die Nockenwelle 1 verläuft an einem Ende in einem Festlager 6 und an ihrem anderen Ende in einem Loslager 7 und wird über ein Kettenrad 8 angetrieben.In Fig. 1, the camshaft 1 of an internal combustion engine is shown schematically, which at its one End has a helical helical gear 2 as an output gear. This engages in a drive wheel Serving helical helical gear 3 of an ignition distributor 4 (Fig. 2), the shaft 5 of which is vertical runs to camshaft 1. The camshaft 1 runs at one end in a fixed bearing 6 and at its at the other end in a floating bearing 7 and is driven via a chain wheel 8.
Wie aus F i g. 2 zu erkennen ist, ist der Zündverteiler 4 an dem das Nockenwellengehäuse 9 bildenden Zylinderkopf befestigt (Schrauben 10). Die beiden Schraubenräder 2 und 3 sind linkssteigend verzahnt Der in F i g. 2 hinter der Nockenwelle angeordnete Zündverteilerantrieb 3 wird bei Drehung der Nockenwelle in Richtung des eingezeichneten Pfeils im Gegen-'jhrzeigersinn (Pfeil) bewegt, d. h. er ist linksdrehend.As shown in FIG. 2 is the distributor 4 attached to the cylinder head forming the camshaft housing 9 (screws 10). The two helical gears 2 and 3 are toothed in a left-handed manner. 2 distributor drive arranged behind the camshaft 3 turns counterclockwise when the camshaft is rotated in the direction of the arrow (Arrow) moves, d. H. he is counterclockwise.
Infolge der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung der beispielsweise aus Grauguß bestehenden Nockenwelle 1 und dem beispielsweise aus Aluminium hergestellten Nockenwellengehäuse 9 kommt es zu einer relativen Längenänderung Al bei betriebswarmer Brennkraftmaschine gegenüber dem kalten Zustand, die eine Änderung des Drehwinkels des Zündverteiler-Antriebs-Schraubenrads um den Wert Au. zur Folge hat. Durch die angegebene Wahl von Steigungsrichtung und Drehsinn von Nockenwellen- und Zündverteilerschraubenrad wird erreicht, daß infolge der Längenänderung der Nockenwelle der Zündwinkel mit zunehmender Erwärmung der Brennkraftmaschine zurückverlegt wird. Ausgehend von einem Zündwinkel bei einer kalten Brennkraftmaschine (t = 253 K) von beispielsweise 8° vor dem oberen Totpunkt, wird bei geeigneter Waal der Durchmesser D der beiden Schraubenräder von beispielsweise 233 mm, des Steigungswinkels der beiden Schraubenräder 2 und 3 von 45° infolge einer Längenänderung ΔΙ von 0,6 mm ein Zündwinkel bei betriebswarmer Brennkraftmaschine (t = j>63 K) erreicht, der etwa bei 5C vor dem oberen Totpunkt liegtAs a result of the different thermal expansion of the camshaft 1, made for example of gray cast iron, and the camshaft housing 9 made for example of aluminum, there is a relative change in length Al when the internal combustion engine is at operating temperature compared to the cold state, which results in a change in the angle of rotation of the ignition distributor drive screw gear by the value Au . has the consequence. The specified choice of the pitch direction and direction of rotation of the camshaft and ignition distributor helical gear ensures that the ignition angle is shifted back as the internal combustion engine heats up due to the change in length of the camshaft. Starting from an ignition angle in a cold internal combustion engine (t = 253 K) of, for example, 8 ° before top dead center, with a suitable Waal the diameter D of the two helical gears is, for example, 233 mm, and the pitch angle of the two helical gears 2 and 3 is 45 ° as a result a change in length ΔΙ of 0.6 mm an ignition angle with the internal combustion engine at operating temperature (t = j> 63 K), which is approximately 5 C before top dead center
Entsprechend kann dieselbe temperatur-angepaßte Grundeinstellung des Zündwinkels durch Änderung von Drehrichtung der Zündverteiler und/oder NockenwelleCorrespondingly, the same temperature-adjusted basic setting of the ignition angle can be achieved by changing Direction of rotation of the distributor and / or camshaft
so bzw. von Steigungsrichtung, Steigungswinkel und/oder relativer Lage der Zündverteiler- und Nockenwellenschraubenräder erreicht werden, beispielsweise bei der Vorrichtung von Fig. 1 durch Verwendung eines rechtsdrehenden Zündverteilers, linkssteigender Schrai-be nräder des Zündverteilers und der Nockenwelle und Anordnung des Zündverteilers auf der anderen Seite der Nockenwelle.so or of the pitch direction, pitch angle and / or relative position of the ignition distributor and camshaft helical gears can be achieved, for example in the device of Fig. 1 by using a clockwise ignition distributor, left-handed screw gears of the ignition distributor and the camshaft and placing the distributor on the other side of the camshaft.
Durch dieses Ausnützen der relativen Längenänderung der Nockenwelle entsprechend der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine wird damit auf besonders elegante Weise für jede Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine der optimale Grundwert des Zündwinkels erreicht.By using the relative change in length of the camshaft according to the operating temperature the internal combustion engine is therefore particularly elegant for any operating temperature the internal combustion engine reaches the optimal basic value of the ignition angle.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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