DE3115718C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verstellung des Einspritzbeginns bei Kraftstoffeinspritzpumpen von Verbrennungs­ motoren, mit einer der Einspritzpumpe vorgeschalteten Förder­ pumpe zur Erzeugung eines der Motordrehzahl proportionalen Kraftstoffdrucks und mit einem in den Antrieb der Einspritz­ pumpe einreifenden Betätigungsmechanismus zur Verstellung des Einspritzbeginns, der drehzahlabhängig und durch Erfassung der Fördermenge der Einspritzpumpe auch belastungsabhängig steuerbar ist.

Bekanntlich müssen Kraftstoffeinspritzpumpen mit einer gewissen Vorverstellung arbeiten, um das Verbrennungsverfah­ ren optimal zu gestalten. Seit längerer Zeit sind Lösungen bekannt, durch die ein mit einem Nocken oder Rollenring ver­ bundener Kolben so verschoben wird, daß der Einspritzbeginn geregelt werden kann, was sich gewöhnlich durch Anwendung einer der Pumpendrehzahl verhältnisgleichen Kraft erzielen läßt, gegen die die Kraft einer Rückstellfeder wirkt.

So ist es aus der DE-PS 3 03 650 bekannt, den Beginn des Einspritzens von Kraftstoff mittels einer mit einem Nocken versehenen Steuerwelle zu verstellen, wobei der Nocken sowohl verjüngt als auch auf der Steuerwelle schräg angeordnet ist.

Zur Verringerung schädlicher Abgasemissionen von Ver­ brennungsmotoren ist es erforderlich, ein genaues Verstellungsgesetz in Abhängigkeit sowohl von der Drehzahl als auch von der Belastung des Motors vorzusehen.

Aus der DE-PS 26 37 520 ist eine Regeleinrichtung für Einspritz-Verbrennungsmotoren bekannt, die einen Raumnocken aufweist, der von einem drehzahlabhängig verarbeitenden Stell­ glied in einer ersten und von einem die dem Verbrennungsmotor zuge­ führte Luftmenge messenden Stellglied in einer zweiten Betäti­ gungsrichtung verdreht wird. Damit kann jeder Verbrennungsmo­ tor bis zu seiner Leistungsgrenze ausgenutzt und die einge­ spritzte Kraftstoffmenge auf die zulässigen Abgaswerte abge­ stimmt werden. Es ist auch bekannt, einen verstellbaren Nockenring mit nach innen gerichteten Nockenkurven zur Regelung des Einspritz­ zeitpunktes zu verwenden, wobei die Einspritzpumpe in einem Rotor im Inneren des Nockenrings gelagert ist und in Abhängig­ keit von der Form der Nockenkurven im gewünschten Zeitpunkt der Kraftstoff eingespritzt wird (DE-PS 27 52 086).

Auch wurden Hydrauliksysteme vorgeschlagen, die den den Verstellkolben betätigenden Druck ändern und daher eine sowohl der Belastung als auch der Drehzahl der Pumpe entsprechende Verstellung gewähren. Die DE-AS 12 44 469, von der die vorliegende Erfindung ausgeht, beschreibt eine Kraftstoffeinspritzanlage der eingangs beschriebenen Art. Mit Hilfe einer der Einspritzpumpe vorgeschalteten Förderpum­ pe wird ein Kraftstoffdruck erzeugt, der zur Drehzahl des Motors proportional ist. Um den Einspritzbeginn auch abhängig von der Belastung des Motors steuern zu können, ist ein Betäti­ gungsmechanismus vorgesehen, der auf die Nockenwelle der Einspritzpumpe einwirkt. Diese Konstruktion ist sehr aufwen­ dig, da der Betätigungsmechanismus nicht nur vom Kraftstoff­ druck aus der Förderpumpe, sondern auch von dem Kraftstoff­ druck abhängt, der in der von der Einspritzpumpe wegführenden, d. h. den rückströmenden Kraftstoff enthaltenden Rückstromlei­ tung von einer Drosselstelle erzeugt wird, welche wiederum mit der Saugseite der Förderpumpe verbunden ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Einrichtung zur Verstellung des Einspritzbeginns bei Kraftstoffeinspritzpumpen von Verbrennungsmotoren hinsichtlich ihres Aufbaus und der Zuverlässigkeit der Steuerung der Einspritzpumpe zu verbessern.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß ein einen Raumnocken tragender Schieber vorgesehen ist, der zur drehzahlabhängigen Beeinflussung des Einspritzbeginns in Richtung seiner Längsachse verstellbar ist, und auf dem zur belastungsabhängigen Beeinflussung des Einspritzbe­ ginns der Raumnocken rechtwinklig zur Längsachse des Schie­ bers verschoben wird, wobei sich auf dem Raumnocken ein Füh­ ler abstützt, der entsprechend den Bewegungen des Schiebers und Raumnockens den Betätigungsmechanismus für den Einspritz­ beginn steuert.

Erfindungsgemäß wird damit erreicht, daß nur mit einem einzigen Schieber als Steuerelement sich überlagernde Impulse in Abhängigkeit von Drehzahl und Belastung des Ver­ brennungsmotors zur Verstellung des Einspritzbeginns auf die Einspritzpumpe übertragen werden.

Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Eigenschaften von Aufbau und Funktion der Erfindung und ihre Vorteile gegenüber dem bekannten und zuvor beschrie­ benen Stand der Technik gehen aus der nachstehenden, sich auf die Zeichnung beziehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels deutlicher hervor. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Verstellung des Einspritzbeginns und

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Schiebers, auf dem der Raumnocken angeordnet ist.

Bezugnehmend auf Fig. 1 läuft eine Mitnehmerwelle 1 synchron mit einem Verbrennungsmotor um und zwingt über ein Zahnrad 2 ein auf einer Antriebswelle 17 angeordnetes und eine Flieh­ krafteinrichtung 16 tragendes Zahnrad 12, ebenfalls umzulaufen.

Diese bekannte Fliehkrafteinrichtung 16 wirkt auf das eine Ende einer Muffe 18 gegen ein federndes Element 19, während auf das andere Ende der Muffe 18 ein Nocken 20 wirkt, der mit einem Außenhebel 21 versehen ist, durch den sich die Federbelastung auf die Fliehkrafteinrichtung 16 ändern läßt.

Eine Förderpumpe 14 wird durch das Zahnrad 12 über ein beliebiges, bekanntes, nicht dargestelltes Getriebe ange­ trieben. Die bevorzugt als Flügelpumpe ausgebildete Förderpum­ pe 14 saugt durch einen Kanal 3 Kraftstoff aus einem Behälter 4 und fördert den Kraftstoff unter Druck durch einen Druckka­ nal 5. Der Druckkanal 5 ist durch eine Abzweigung mit einer Kammer 6 eines Drucksteuerventiles 15 verbunden, in dem ein vom Kraftstoffdruck gegen ein federndes Element 9 belasteter Kolben 8 den Druck in der Kammer 6 steuert, wobei abgesteuerter Kraftstoff durch eine Rinne 7 zum Behälter 4 gelangt. Der Druckkanal 5 beschickt eine in bekannter Weise ausgebildete, nicht dargestellte Einspritzpumpe.

Von der Kammer 6 ist ein Verbindungskanal 37 abgezweigt, der zu einem Zylinder 26 führt, in dem sich ein Kolben 25 bewegen kann, der einen Schieber 10 verstellen kann, der in einer Führung 11 verschiebbar ist und unter dem Druck von federnden Mitteln 27 steht.

Auf den Schieber 10 ist ein Raumnocken 24 aufgesetzt, der sich quer zur Bewegung des Schiebers 10 in einer Führung 13 bewegen kann, aber der Schieberbewegung entlang der Führung 11 folgt. Die Querbewegung des Raumnockens 24 wird durch einen Hebel 23 ausgelöst, der sich um einen Drehpunkt 22 dreht und die Bewegung der Muffe 18 auf den Raumnocken 24 überträgt.

Auf der Fläche des Raumnockens 24 wird ein Fühler 28 angeordnet, der rechtwinklig zu den beiden oben beschriebe­ nen Bewegungen in Längs- und in Querrichtung wirkt und einen allgemein mit 50 bezeichneten Hydrauliktrieb steuert.

Der Fühler 28 überträgt seine Bewegung auf einen Steuer­ kolben 29, der in einer Aufnahme 43 in einem Verstellkolben 30 läuft. Der Verstellkolben 30 gleitet in einem Zylinder 33 gegen ein federndes Element 32 und bewegt dadurch den Rollenring 31, der auf bekannte Weise mit den Elementen ver­ bunden ist, die den Einspritzbeginn der Einspritzpumpe regeln. Es ist auch vorstellbar, daß anstelle des Rollenrings 31 ein Nocken verwendet wird.

Durch einen Kanal 35 tritt der unter Druck stehende Kraftstoff aus der Kammer 6 des Drucksteuerventils 15 in eine Kammer 42 des Hydraulikgetriebes 50 ein, zu der ein Durchgang 44 im Verstellkolben 30 führt, und gelangt durch eine Ringnut 40 an der Oberfläche des Steuerkolbens 29 und einen Kanal 34 in eine Kammer 39. Durch eine Rinne 36 fließt der Kraftstoff in einen Behälter 38 ab und mündet im Bereich einer zweiten Ringnut 41 am Steuerkolben 29 und einer Kammer 45 aus, die zwischen dem Steuerkolben 29 und der Aufnahme 43 im Inneren des Verstellkolbens 30 liegt. Praktisch dient der Steuerkol­ ben 29 dazu, die Kammer 39 wahlweise mit dem Kanal 35 bzw. mit dem Behälter 38 zu verbinden, so daß der Verstellkol­ ben 30 der durch den Raumnocken 24 bestimmten Lage des Steuer­ kolbens 29 folgt.

Der durch den Verbindungskanal 37 zugeführte vom Drucksteuerventil 15 beeinflußte drehzahlabhängige Druck schiebt den Kolben 25 gegen die federnden Mittel 27 und bewegt dadurch den den Raumnocken 24 tragenden Schieber 10 entlang der Führung 11. Über den Hebel 23 verschiebt die Muffe 18 den Raumnocken 24 in Querrichtung und, da die Lage der Muffe 18 von der Liefermenge der von ihr gesteuerten Einspritzpumpe abhängt, ist die Lage des Raumnockens 24 sowohl von der Pumpenliefermenge als auch von der Drehzahl bestimmt. Dem auf der Oberfläche des Raumnockens 24 ausgearbeite­ ten Raumprofil (vgl. Fig. 2) folgt der Fühler 28, der durch den Hydraulik­ trieb 50 eine Drehbewegung auf den Rollenring 31 überträgt und somit den Einspritzbeginn der Einspritzpumpe drehzahl- und lastabhängig beeinflußt.

Claims (4)

1. Einrichtung zur Verstellung des Einspritzbeginns bei Kraftstoffeinspritzpumpen von Verbrennungsmotoren, mit einer der Einspritzpumpe vorgeschalteten Förderpumpe zur Erzeugung eines der Motordrehzahl proportionalen Kraftstoff­ drucks und mit einem in den Antrieb der Einspritzpumpe ein­ greifenden Betätigungsmechanismus zur Verstellung des Einspritz­ beginns, der drehzahlabhängig und durch Erfassung der Förder­ menge der Einspritzpumpe auch belastungsabhängig steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein einen Raumnocken (24) tragender Schieber (10) vorgesehen ist, der zur drehzahlab­ hängigen Beeinflussung des Einspritzbeginns in Richtung seiner Längsachse verstellbar ist und auf dem zur belastungsabhängigen Beeinflussung des Einspritzbeginns der Raumnocken (24) rechtwinklig zur Längsachse des Schiebers (10) verschoben wird, wobei sich auf dem Raumnocken (24) ein Fühler (28) abstützt, der ent­ sprechend den Bewegungen des Schiebers (10) und Raumnockens (24) den Betätigungsmechanismus für den Einspritzbeginn steuert.

2. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fördermenge der Einspritzpumpe abhängig von der Lage einer Muffe (18) die Stellung des Raumnockens (24) auf dem Schieber (10) bestimmt, welche Muffe (18) mit einer auf der Antriebswelle (17) der Förderpumpe (14) angeord­ neten Fliehkrafteinrichtung (16) kinematisch verbunden ist, derart, daß die Muffe (18) von der Fliehkraft gegen ein fe­ derndes Element (19) geschoben wird.

3. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur drehzahlabhängigen Beeinflussung des Ein­ spritzbeginns ein dem den Raumnocken (24) tragenden Schieber (10) vorgeschalteter Kolben (25) vorgesehen ist, der sich in einem Zylinder (26) bewegt, zu dem vom Verbindungskanal (37) zwischen Förderpumpe und Einspritzpumpe abgeleiteter Kraftstoff geführt wird, um den Kolben (25) gegen federnde Mittel (27), die am Schieber (10) angreifen, zu drücken.

4. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Betätigungsmechanismus zur Verstellung des Einspritzbeginns über eine hydraulische Nachlaufsteuerung vom Fühler (28) gesteuert wird.