DE3128332A1

DE3128332A1 - "mit nocken bestueckte steuerwelle"

Info

Publication number: DE3128332A1
Application number: DE19813128332
Authority: DE
Inventors: Richard 9247 Henau Jung
Original assignee: Sulzer AG; Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1981-07-14
Filing date: 1981-07-17
Publication date: 1983-01-27
Also published as: SU1123553A3; GB2102077B; DK149902B; DK226082A; GB2102077A; IT1151962B; DE3128332C2; JPS5818554A; IT8222119A0; DK149902C; JPH0159431B2

Description

P. 5634/Wg/IS

Gebrüder Sulzer, Aktiengesellschaft, Winterthur/Schweiz

Mit Nocken bestückte Steuerwelle

Die Erfindung _i betrifft eine mit Nocken bestückte Steuerwelle für die Steuerung von Brennstoffpumpen und Ventilen einer umsteuerbaren Dieselbrennkraftmaschine, insbesondere für den Schiffsantrieb, wobei die Steuerwelle in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Kurbelwelle der Maschine in ' beiden Richtungen drehbar ist, wobei ferner die Stellung der Brennstoffpumpen-Nocken relativ zur Kurbelwelle mit Hilfe einer Umsteuervorrichtung zwischen einer Stellung für die eine Drehrichtung und einer Stellung für die andere Drehrichtung umschaltbar sein muss.

Es ist. - z.B. aus der CH-PS 552 133 - bekannt, die Brennstoffeinspritzung in eine Brennkraftmaschine oder einen Motor der genannten Art über eine mit Nocken versehene Steuerwelle zu steuern, die ihrerseits mit der Kurbelwelle verbunden und von dieser angetrieben ist. Bei mit Ventilen ausgerüsteten Maschinen sind auf dieser Steuerwelle gleichzeitig weitere Nocken zur Steuerung dieser Ventile, beispielsweise der Auslassventile, angeordnet. Um für die Vorwärts- und für -die Rückwärts-Drehrichtung einer umsteuerbaren Brennkraftmaschine die gleichen" Bedingungen bei der Brennstoffeinspritzung zu erreichen, wird die Steuerwelle bekanntlich gegenüber der Kurbelwelle umgesteuert, d.h. beim üebergang von einer Drehrichtung der Maschine 'auf die andere "wird die Steuerwelle relativ zur Kurbelwelle mit Hilfe einer Umsteuervorrichtung um einen

S
- ζ -

Winkel verdreht. Da durch die Umsteuervorrichtung dabei die ganze Steuerwelle gedreht wird, sind für die Rückwärtsrichtung die Steuerzeiten für die Ventile nicht mehr optimal; das hat zur Folge, dass das Betriebsverhalten des Motors bei der Rückwärtsdrehung stark verschlechtert ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Steuerwelle zu schaffen, bei der trotz der Umsteuerung der Nocken für die Brennstoffeinspritzung die gleichzeitig auf ihr sitzenden Steuernocken für die Auslassventile in ihrer Winkellage relativ zur Kurbelwelle nicht verändert werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die die Brennstoffpumpe betätigenden Nocken drehbar -auf der „ Steuerwelle gelagert sind, und dass die Umsteuervorrichtung eine Verdrehung dieser Nocken relativ zur nicht- umsteuerbaren Steuerwelle bewirkt.

Die neue Steuerwelle selbst wird nicht mehr umgesteuert; sie hat daher bei beiden Drehrichtungen gegenüber der Kurbelwelle eine unveränderte Phasenlage. Diese konstante Phasenlage gegenüber der Kurbelwelle für beide Drehrichtungen behalten damit auch die, wie bisher üblich, fest auf der Steuerwelle sitzenden Nocken für die Steuerung der Ventile bei. Ihre Steuerzeiten sind daher in beiden Drehrichtungen opitmal.

Bei der neuen Steuerwelle wirkt die Umsteuervorrichtung lediglich auf die nunmehr drehbar auf der Steuerwelle angeordneten Steuernocken für den Antrieb der Brennstoffpumpen; diese Nocken werden - wie bisher die ganze Steuerwelle - mit Hilfe des Oeldruckes einer hydraulischen Um-Steuervorrichtung beim Uebergang von einer Drehrichtung in die andere relativ zur Kurbelwelle - und damit bei der

neuen Konstruktion zur Steuerwelle - um einen festen .-Winkel verdreht.

Weiterhin ist es zweckmässig, die Steuernocken für die Betätigung der Brennstoffpumpen fest auf einer Büchse anzuordnen» die ihrerseits gegenüber, der Steuerwelle drehbar ist. Dieses Detail bringt den Vorteil, dass die Steuernocken der einzelnen Brennstoffpumpen individuell . justiert werden können. ·

Eine konstruktiv einfache und vorteilhafte Lösung für die ' Umsteuerung der Steuernocken für die Brennstoffeinspritzung ergibt.sich, wenn je zwei Steuernocken bzw* ihre Büchsen für die Betätigung, der Brennstoffpumpen zweier Zylinder paarweise ringförmige Druckkammern einer hydraulischen Umsteuervorrichtung bilden, die durch einen diametral 15'/gegenüber liegende Anschlägflügel aufweisenden, auf der Steuerwelle festen Ring voneinander getrennt sind.

* j

Die.neue Konstruktion weist neben den optimalen Steuerzeiten für die Ventile bei beiden Drehrichtungen des Motors noch weitere'Vorteile auf; so werden die Umsteuerzeiten kürzer, da kleinere Oelkammern mit OeI gefüllt werden müssen, oder - für gleichbleibende Ums teuerzeiten - kann die Kapazität der Pumpe für das Steueroel reduziert werden'. Weiterhin können die Nocken - im Gegensatz zu bisherigen Konstruktionen, bei denen die Steuernocken für Ventile und Brennstoffpumpen auf einer Steuerwelle ve'reinigt sind mit positiven Erhebungen gebaut werden. Es ist daher beim Abwärtshub der Brennstoffpumpenplunger genügend Zeit für die Füllung des Pumpenraumes mit Brennstoff vorhanden; Schliesslich können die relativ gfossen Drehmomente, die Von der Brennstoffeinspritzung verursacht werden - wie bei • der eingangs erwähnten Konstruktion - mechanisch durch

Anlegen·der Nocken bzw. Nockenbüchsen an den Anschlag-flügel des auf der Steuerwelle festen Ringes Übertragen " werden; durch den Oeldruck in der hydraulischen Umsteuervorrichtung muss dann lediglich sichergestellt werden,,, dass die Nocken bzw. Nockenbüchsen immer an den ,Flüge^Lp ₄-'_;· anliegen, auch wenn in der Steuerwelle Torsionsschwingungen auftreten sollten. - . _ _|lir

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs- . ■

beispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer seitlichen ,.

Ansicht eines Zweitakt-Dieselmotors, welche· ■ ein Pumpengehäuse, die Steuerwelle mit der Umsteuervorrichtung bzw. die Brennstoffpumpen und die hydraulischen Hubgeberpumpen für ;"■'"" die Auslassventile zweier Zylinder des Motors

wiedergibt.

ι Fig. 2 stellt eine erfindungsgemässe Steuerwelle qlar, ι I " j

bei der die einzelnen, an sich ineinander j und aneinander liegenden Elemente auseinander gezogen sind; ι ■

Fig. 3 schliesslich ist eine Variante eines Details der Steuerwelle nach Fig. 2. .

Auf einer Konsole 1 (Fig. 1), die seitlich aussen an einem nicht weiter dargestellten Dieselmotor sitzt, liegt, durch Schrauben 2 gehalten, ein Pumpengehäuse 3 aufy„dieses-enthält in seinem Unterteil, dessen Deckel abgenommen ist, eine Steuerwelle 4 für den Antrieb zweier Brennstoffpumpen und zweier Hubgeberpumpen 7 für ein hydraulisches Oeffnen und Schliessen der Auslassventile zweier Zylinder des, . "■-*

Motors. ".·.."..-._■

Dementsprechend trägt die Steuerwelle 4 zum einen für jeden der zugeordneten Zylinder - in einer zu einer vertikalen Mittelebene spiegelsymmetrischen Anordnung einen fest auf ihr sitzenden Steuernocken 8, der über eine Rolle 9 einen Antriebskolben 10 für das Oeffnen und Schliessen des Auslassventils steuert.

Von den'Stcuernockcn 8 aus nach innen in den Unterteil des Pumpengehäuses 3 hinein folgen Lager 11 der Steuerwelle 4, hinter denen Nockenbüchsen 12 gemäss der vorliegenden Erfindung drehbar auf der Steuerwelle 4 angeordnet sind.¹

Auf den erfindungsgemäss umsteuerbaren Büchsen 12 sind Brennstoffpumpennocken 13 für die Steuerung der Brennstoffpumpen befestigt; die Verbindung der Brennstoffpumpennocken 13 zu den Pumpen 6 erfolgt wiederum über Rollen 9 und nicht dargestellte Antriebskolben.

Zwischen den beiden Brennstoffpumpennocken 13 befindet sich eine hydraulische Umsteuervorrichtung 14," die über Leitungen 15 und 15 an einen nicht dargestellten Steueroelkreislauf angeschlossen ist. Mit der Umsteuervorrichtung 14 werden die beiden Brennstoffpumpennocken 13 umgesteuert.

Oberhalb des Pumpengehäuses 3, auf dem die Hubgeberpumpen 7 direkt und die Brennstoffpumpen 6 über ein Zwischenstück 5 befestigt sind, ist eine horizontal parallel zur Steuerwelle 4 verlaufende Regulierwelle 17 vorhanden, mit deren Hilfe die pro Hub von den Brennstoffpumpen 6 zu fördernden Brennstoffmerigen reguliert werden.

Die Brennstoffpumpen 6 sitzen in einem gemeinsamen Brennstoffpumpenkörper .18,'von dem nach oben die Brennstoffleitungen 19 zu den Einspritzventilen führen, während

a *

Steueroelleitungen 20 die Hubgeberpumpen 7 mit Servomotoren für das Oeffnen und Schliessen der Auslassventile

ft, -i

verbinden. ' "' ".

Wie Fig. 2 zeigt, trägt die Steuerwelle 4 in der Mitte, d.h. im Inneren der Umsteuervorrichtung 14, einen Ring'21, ■ der an zwei einander gegenüber liegenden Stellen seines ^; Umfangs flUgelartige Anschläge 22 hat„ Der Ring 21 ist in Fig. 1 nachträglich auf die Welle aufgeschrumpft'und mit ihr fest verbunden; er k'ann jedoch auch - wie in Fig. 3 dargestellt - als mit einer Welle 4* aus einem Stück be-'¹. stehender Bund 23 ausgebildet sein, in den Anschlagstücke 24 eingesetzt sind, die durch Schrauben 25- gehalten werden.

Von beiden Seiten sind im montierten.'Zustand über den Ring 21 die erfindungsgemäss auf der Steuerwelle 4 drehbar gelagerten Nockenbüchsen 12 geschoben, die ebenfalls diametral gegenüber liegende, nach innen vorspringende Anschläge 26 haben. Sie werden durch diese Anschläge 26 hindurch mit Hilfe von Schrauben miteinander verbunden. Auf diese Weise entstehen zwischen, den Nockenbüchsen 12" zwei Druckoelkammern 27, die durch die Anschläge 22 des Ringes 21 voneinander getrennt sind. Der Druck des in ihnen befindlichen Steueroels drückt einerseits die Anschläge 26 gegen ■ die Flügel 22 und bewirkt - bei Druckentlastung auf der einen Seite und Druckerhöhung auf der anderen Seite r in bekannter Weise eine Drehung der Nockenbüchsen 12 relativ zum Ring 21 und damit eine Umsteuerung der Brennstoffpumpennocken 13, welche fest auf den Nockenbüchsen montiert sind.

Radial nach aussen werden die zusammengeschraubten -Nockenbüchsen 12 und die OeIkammerη 27 durch eine Hülse' 28 abgedeckt, über die ein - auch in Fig. 1 sichtbarer - Oelzuführring 29 geschoben ist. Die Oelzufuhr in dem Ring 29

erfolgt für die eine Richtung durch eine Bohrung 30 in eine innere Ringnut 31 und von dieser durch die Bohrung 32 in die Hülse 2.8 in eine der Oelkammern 27. Für die andere Drehrichtung nimmt das OeI seinen Weg durch eine Bohrung 33, eine Nut 34 und eine Bohrung 35.

Aus denOelkammern 27 heraus bewirkt in den Spaltraum zwischen Steuerwelle 4 und Büchse 12 austretendes.Leckoel eine Schmierung zwischen diesen beiden relativ zueinander bewegten Teilen.

Auf den Büchsen 12 sind von aussen die Steuernocken 13

für die Steuerung der Brennstoffpumpen (Fig. 1) befestigt, ! so dass sie mit der ihr zugehörigen Büchse 12 fest ver- · , bunden sind. Weiter zu den Enden hin folgen auf die Steuerwelle 4 für ihre drehbare Lagerung.die Lager 11, während 15· * ganz aussen die beiden fest mit der Welle 4 verbundenen 'Steuernocken 8 vorhanden sind, durch welche die beiden Hubgeb.erpumpen 7 (Fig. 1) für das Oeffnen und Schliessen der Auslassventile gesteuert werden.

"." * Γ« 382 ' ϊ »: sw 59'38

Leerseite ·■■ "

Claims

Patentansprüche ι

1. Mit Nocken bestückte Steuerwelle für die Steuerung von Brennstoffpumpen und Ventilen feiner umsteuerbaren Dieselbrennkraftmaschine, insbesondere für den Schiffsantrieb, wobei die Steuerwelle in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Kurbelwelle der Maschine in beiden Richtungen drehbar ist, wobei ferner die Stellung der Brennstoff pumpennocken relativ zur Kurbelwelle mit Hilfe einer Umsteuervorrichtung zwischen einer Stellung für die e'ine Drehrichtung und einer Stellung für die andere Drehrichtung umschaltbar sein muss, dadurch gekennzeichnet, dass die die Brennstoffpumpen (6) betätigenden Nocken (13), drehbar auf der Steuerwelle (4) gelagert sind, und dass die Umsteuervorrichtung (14) eine Verdrehung dieser Nocken (13) relativ zur nicht umsteuerbaren Steuerwelle (4) bewirkt.

2. Steuerwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken (13) für die Betätigung der Brennstoffpumpen (6) fest auf einer Büchse (12) sitzen, die ihrerseits gegenüber der Steuerwelle (4) drehbar ist.

3. Steuerwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass je zwei Steuernocken (13) bzw. ihre Büchse (12) für die Betätigung der Brennstoffpumpen (6) zweier Zylinder paarweise ringförmige Druckkammern (27) einer hydraulischen Umsteuervorrichtung (14) bilden, d.ie durch einen diametral ■ gegenüber liegende Anschlagflügel (22; 24) aufweisenden, auf der Steuerwelle festen Ring (21, 23) voneinander getrennt sind.