DE3129317A1

DE3129317A1 - Antriebsvorrichtung fuer einspritzpumpen von brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3129317A1
Application number: DE19813129317
Authority: DE
Inventors: Max 8010 Graz Haubenhofer
Original assignee: Friedmann and Maier AG
Current assignee: Friedmann and Maier AG
Priority date: 1980-07-31
Filing date: 1981-07-24
Publication date: 1982-03-18
Also published as: AT367172B; ATA398780A; GB2082266A; GB2082266B

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für Einspritzpumpen von Brennkraftmaschinen, wobei die Einspritzpumpe mindestens einen Pumpenzylinder mit einem Pumpenkolben aufweist, mit einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Nockenwelle, auf der für jeden Zylinder der Einspritzpumpe ein zur Einspritzung des Kraftstoffes dienender Nocken angeordnet ist, dem ein vorzugsweise mit einer Rolle versehenes Ende eines zweiarmigen Kipphebels zugeordnet ist, der in seinem mittleren Bereich auf einer Exzenterwelle gelagert ist und dessen anderes Ende mit dem Kolben des Pumpenzylinders antriebsverbunden ist, wobei die Exzenterwelle mittels eines Antriebs verdrehbar ist. Bei einer solchen Antriebsvorrichtung dient die Exzenterwelle zur Verstellung des Einspritzzeitpunktes.

Die bekannten Antriebsvorrichtungen dieser Art haben den Nachteil, daß - bedingt durch die Reibung in den verschiedenen Lagerstellen der Exzenterwelle bzw. der Kipphebel - das zur· Verstellung der Exzenterwelle erforderliche Drehmoment verhältnismäßig groß ist. Der angeführte Nachteil

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tritt insbesondere während der Perioden der Kraftstoffeinspritzung auf. Dies führt aber in vielen Fällen dazu, daß die Exzenterwelle nur während des Zeitraumes außerhalb der Kraftstoffeinspritzung verstellt werden kann, wogegen in den Perioden der Kraftstoffeinspritzung selbst die Bewegung der Exzenterwelle zum Stillstand kommt.

Die Erfindung setzt sich zum Ziel, die angeführten Nachteile zu beseitigen bzw. auf ein erträgliches Maß herabzusetzen und eine Antriebsvorrichtung der eingangs umrissenen Art zu schaffen, die es ermöglicht, mit einem geringeren Antriebsdrehmoment für die Exzenterwelle auszukommen, sodaß bei gleicher Antriebsleistung auch während der Einspritzperioden kein Stillstand der Exzenterwelle bei deren Verstellung zu erwarten ist. Dieses Ziel wird erfindungsgemäß vor allem dadurch erreicht, daß in einem Winkelabstand von dem oder jedem der Einspritzung dienenden Nocken mindestens ein Hilfsnocken angeordnet ist, dessen Höhe - vom Grundkreis des Querschnittes der Nockenwelle weg gemessen - einen Bruchteil, höchstens aber ein Fünftel der Höhe des der Einspritzung dienenden Nockens beträgt. Dieser Hilfsnocken - es können auch mehrere Hilfsnocken vorgesehen sein - ruft also in demjenigen Bereich, in dem beim bekannten Betätigungsorgan die Rolle des Kipphebels an einer Zylinderfläche außerhalb des der Einspritzung dienenden Nockens ablauft, eine zusätzliche geringe Schwenkbegeweung des Kipphebels hervor, welche die Reibung in den verschiedenen Gelenkstellen der Exzenterwelle herabsetzt; es muß hier nicht mehr die Reibung der Ruhelage, sondern nur mehr die viel geringere Reibung der Bewegung überwunden werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der bzw. der erste Hilfsnocken unmittelbar nach dem Ende des Auslaufbereiches des zugehörigen zur Einspritzung dienenden Nockens angeordnet sein. Dadurch ist es möglich, den vom Nocken für die Einspritzung freien Bereich der Nockenwelle besser auszunutzen bzw. eventuell auch zwei oder mehr Hilfsnocken unterzubringen.

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Schließlich sieht die Erfindung für eine Einspritzpumpe mit mehreren Zylindern vor, daß de*r Scheitelpunkt des bzw. des ersten Hilfsnockens im Winkelabstand von Auslaufbereich des zugehörigen zur Einspritzung dienenden Nockens angeordnet ist, welcher einem dem vollen Kreis (360°),geteilt durch die Anzahl der Pumpenzylinder,entsprechenden Winkel gleich ist. Gegebenenfalls kann der Scheitel des zweiten Hilfsnockens im gleichen Winkelabstand vom Scheitel des ersten Hilfsnockens angeordnet sein. Diese Ausgestaltung der Erfindung beeinflußt den Verlauf des für den Antrieb der Exzenterwelle erforderlichen Drehmoments in besonders vorteilhafter Weise.

Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in teilweise geschnittener Seitenansicht.

Fig. 2 gibt ein Diagramm wieder, aus dem der Verlauf der Hübe der der Einspritzung dienenden Nocken und der Hilfsnocken bei einer Sechszylinder-Einspritzpumpe während einer Umdrehung der Welle dargestellt ist. In

Fig. 3 ist ein Diagramm gezeigt, aus dem bei einer Motordrehzahl von 4500 Umdr./min der Verlauf des Drehmomentes zur Verdrehung der Exzenterwelle aus der Stellung für Früheinspritzung in die Stellung für Späteinspritzung zu ersehen ist. Die Diagramme gemäß den
Fig. 4 und

Fig. 5 veranschaulichen bei einer Einspritzpumpe mit sechs Zylindern den Verlauf des Drehmomentes für die Exzenterwelle bei einer Motordrehzahl von 4500 bzw. 1000 Umdr./min und bei Verstellung der Exzenterwelle aus der Stellung "Späteinspritzung" in die Stellung "Früheinspritzung". Schließlich ist in Fig. 6 ein Diagramm dargestellt, aus dem der Verlauf des für die Verdrehung der Exzenterwelle erforderlichen Drehmomentes bei einer Einspritzpumpe mit sechs Zy-

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lindern, .bei einer Motordrehzahl von 1000 Umdr./min und bei einer Verdrehung der Exzenterwelle von der Stellung "Früheinspritzung" in die Stellung "Späteinspritzung" zu ersehen ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Antriebsvorrichtung besitzt eine von der nicht dargestellten Brennkraftmaschine angetriebene Nockenwelle 3, auf der entsprechend der Anzahl der Zylinder der Einspritzpumpe Betätigungsorgane 1 axial hintereinander angeordnet sind, von denen jedes einen der Einspritzung ·; dienenden Nocken 2 und Hilfsnocken oder Höcker 13, 14 aufweist, Jedem Betätigungsorgan 1 ist das eine Ende 5 eines zweiarmigen Kipphebels 4 zugeordnet. Dieses Ende 5 .ist vorzugsweise mit einer Rolle 6 versehen. Der Kipphebel 4 ist auf dem Exzenter 8 einer Exzenterwelle 7 gelagert, welche auf beispielsweise am Motorgehäuse befestigten Lagerböcken abgestützt und mit einem nicht dargestellten Antrieb gekuppelt ist.

Das andere Ende 9 des Kipphebels 4 weist eine als Lager ausgebildete Sackbohrung 10 auf, deren Achse in einer Normalebene auf die Achse der Exzenterwelle angeordnet ist. In dieser Sackbohrung 10, deren Rand abgefaßt ist, ist das eine Ende 11 eines Stößels 12 gelagert, dessen anderes Ende 11' in einer analogen Sackbohrung in der nicht dargestellten Kolbenstange des im Pumpenzylinder geführten Kolbens sitzt, Beide Enden 11, 11' des Stößels 12 sind etwa halbkugelförmig ausgebildet, um so eine Schwenkbewegung des Stößels 12 gegenüber dem Kipphebel 4 bzw. gegenüber der Kolbenstange zu ermöglichen.

Das Betätigungsorgan 1 weist erfindungsgemäß außer dem Nocken 2 für die Einspritzung des Kraftstoffes noch Höcker oder Hilfsnocken 13 bzw. 14 auf. Dieser ist bzw. -diese sind im Winkelabstand von dem der Einspritzung dienenden Nocken 2 auf der Nockenwelle 3 angeordnet. Die Höhe 16 der Hilfsnocken 13, 14 beträgt - vom Grundkreis 15 des Querschnittes des Betätigungsorganes 1 weg gemessen - einen Bruchteil, beispielsweise ein Fünftel der Höhe des der Einspritzung dienenden Nockens 2.

Wird die Welle 3 in Richtung des Pfeiles 18 angetrieben,

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so bewirkt zunächst der Nocken 2 den Einspritzvorgang der nicht dargestellten Pumpe. Im Anschluß daran wird bei jedem Umlauf der Welle der Kipphebel 4 noch zweimal geringfügig, ohne eine Kraftstoffeinspritzung zu bewirken, verschwenkt, was durch die beiden Hilfsnocken 13 und 14 herbeigeführt wird. Dies ermöglicht es, das zum Verschwenken der Exzenterwelle 7 notwendige Drehmoment herabzusetzen.

Im Diagramm gemäß Fig. 2 ist der Verlauf der Hübe der der Einspritzung dienenden Nocken 2 sowie der Hilfsnocken 13,14 bei einer Sechszylinder-Einspritzpumpe während einer Umdrehung der Welle 3 dargestellt. Dabei sind die Hubkurven, welche den Nocken 2 bzw. den Hilfsnocken 13 und 14 zugeordnet sind, mit 2' bzw. mit 13' und 14' bezeichnet. Die Kurven der einzelnen Betätigungsorgane 1 sind untereinander gezeichnet und mit den Ziffern I bis VI versehen. Mit der Ziffer 20 ist bei allen Betätigungsorganen 1 der Bereich der Einspritzung angedeutet.

Fig. 3 zeigt ein Diagramm, aus dem bei einer Motordrehzahl von 4500 Umdr./min der Verlauf des Drehmomentes, das zur Verdrehung der Exzenterwelle 7 erforderlich, ist, zu entnehmen ist. Die Verdrehung erfolgt dabei aus der Stellung für Früheinspritzung in die Stellung für Späteinspritzung'. Auf der Abszisse ist der Verdrehungswinkel der Welle 3 eingetragen, wogegen die Ordinate das jeweilige Drehmoment in Nm wiedergibt. Selbstverständlich ist die Einspritzpumpe mit sechs Einspritzkolben ausgerüstet. Im rechten Bereich des^: Diagrammes gibt die Kurve 30 den Drehmomentverlauf bei Betätigungsorganen mit Hilfsnocken 13, 14 und die Kurye 31 den Dreh.momentverlauf bei Betätigungsorganen ohne Hilfsnocken an, Aus dem Verlauf dieser beiden Kurven 30, 31 ist zu ersehen, daß in dem eingezeichneten Bereich 32, der einem Winkel von etwa 25° entspricht, das zum Antrieb der Exzenterwelle 7 "erforderliche Drehmoment wesentlich günstiger bei Betätigungsorganen 1 mit Hilfsnocken 13, 14 als bei solchen ohne Hilfsnocken verläuft.. Die mit 33 bezeichnete schraffierte Fläche ist ein Maß für die durch die Verwendung von Hilfsnocken 13, 14 eingesparte Energie.

In den Fig. 4 und 5 sind zwei Diagramme wiedergegeben, welche den Verlauf -des Antriebsmoments für die Exzenterwelle bei einer Einspritzpumpe mit sechs Zylindern veranschaulichen. Die Motordrehzahl beträgt bei Fig. 4 4500 Umdr./min, bei Fig. 5 hingegen nur 1000 Umdr./min. Zum Vergleich der erfindungsgemäßen Betätigungsorgane 1 mit Betätigungsorganen ohne Hilfsnocken sind in beiden Figuren neben den Kurven für den Drehmomentverlauf bei erfindungsgemäßen Betätigungsorganen (s. die Kurven 40 und 50) auch die analogen Kurven 41 bzw. 51 für herkömmliche Betätigungsorgane eingezeichnet. Der besonders ins Auge springende Bereich trägt in Fig. 4 die Ziffer 42 und umfaßt einen Winkel von 42 . In Fig. 5 hingegen ist dieser Winkelbereich mit 52 bezeichnet und beträgt nur 21°. In beiden Figuren sind die schraffierten Flächen 43 und 53 ein Maß für den jeweiligen Gewinn an Energie.

Schließlich ist in Fig. 6 ein Diagramm gezeigt, aus dem der Verlauf des für die Verdrehung der Exzenterwelle 7 erforderlichen Drehmomentes bei einer Einspritzpumpe mit sechs Zylindern bei einer Motordrehzahl von 1000 ümdr./min und bei einer Verdrehung der Exzenterwelle von der Stellung "Früheinspritzung" in die Stellung "Späteinspritzung" zu ersehen ist. Die dem erfindungsgemäßen Betätigungsorgan 1 zugeordnete Kurve ist mit 60 und die einem herkömmlichen Betätigungsorgan zugeordnete Kurve mit 61 bezeichnet. Der besonders hervorstechenden. Bereich trägt die Ziffer 62 und erstreckt sich über einen Winkel von 20°. Auch hier ist die mit Schraffen versehene Fläche 63 ein Maß für die durch die erfindungsgemäße Ausbildung eines Betätigungsorganes eingesparte Energie.

Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs an das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel gebunden. Vielmehr sollen auch Abänderungen dieses Ausführungsbeispieles,z.B. Antriebsvorrichtungen, deren Betätigungsorgane mehr als zwei Hilfsnocken besitzen, möglich sein, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

1981 06 26
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Leerseite

Claims

Patentanwälte " .-:.:__: .^: ·" *-." ":

Leinweber & Zimmermann -^:-- ■ '.-" : * .- ^:

Rosenthal 7 / II. Aufg, 24.JuIi 1981

D - 8000 München 2

FRIEDMANN & MAIER AKTIENGESELLSCHAFT 5400 Hallein/Ös.terreich

Antriebsvorrichtung für, Einspritzpumpen von Brennkraftmaschinen

Patentansprüche

(1 J Antriebsvorrichtung für Einspritzpumpen von Brennkraftmaschinen, wobei die Einspritzpumpe mindestens einen Pumpenzylinder mit einem Pumpenkolben aufweist, mit einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Nockenwelle, auf der für jeden Zylinder der Einspritzpumpe ein zur Einspritzung des Kraftstoffes dienender Nocken angeordnet ist, dem ein vorzugsweise mit einer Rolle versehenes Ende eines . : zweiarmigen Kipphebels zugeordnet ist, der in seinem mittleren Bereich auf einer Exzenterwelle gelagert.ist und dessen anderes Ende mit dem Kolben des Pumpenzylinders antriebsverbunden ist, wobei die Exzenterwelle mittels eines Antriebes verdrehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Winkelabstand von dem oder jedem der Einspritzung dienenden Nocken (2) mindestens ein Hilfsnocken (13 bzw. 14) angeordnet ist, dessen Höhe (16) - vom Grundkreis (15) des Querschnittes der Nockenwelle (3) weg gemessen - einen Bruchteil, höchstens aber ein Fünftel der Höhe (17) des der Einspritzung dienenden Nockens (2) beträgt.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. der erste Hilfsnocken (13) unmittelbar nach dem Ende des Auslaufbereiches des zugehörigen zur Einspritzung dienenden Nockens (2) angeordnet ist.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, für eirfe Einspritzpumpe mit mehreren Zylindern, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitelpunkt des .bzw. des ersten Hilfsnockens (13) im Winkelabstand vom Auslaufbereich des zugehörigen zur Einspritzung dienenden Nockens (2) angeordnet ist, welcher einem dem vollen Kreis (360°), geteilt durch die Anzahl der Pumpenzylinder, entsprechenden Winkel gleich ist, und

daß gegebenenfalls der Scheitel des zweiten Hilfsnockens (1A) in gleichem Winkelabstand vom Scheitel des ersten Hilfsnockens (13) angeordnet ist (Fig. Z).