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Vorrichtung zur Einstellung der Treibstoffeinspritz-
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folge für eine Treibstoffeinspritzpumpe Die vorliegende Erfindung
betrifft eine Treibstoffein--spritzpumpe für die Treibstoffeinspritzung bei Verbrennungsmotoren
wie einem Dieselmotor, und insbesondere eine Vorrichtung zur Einstellung der Treibstoffeinspritzfolge.
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Bei einem herkömmlichen Einspritz-Verbrennungsmotor, beispielsweise
einem Dieselmotor, wird die Treibstoffeinspritzfolge einer Treibstoffeinsprtzpumpe
in übereinstimmung mit einem gemessenen Strömungsmitteldruck eingestellt, wie etwa
einem Treibstoffdruck, der der Motordrehzahl entspricht. In einer sogenannten Verteiler-Treibstoffeinspritzpumpe,
in der sich ein Kolben axial hin- und herbewegt und um seine Längsachse dreht, um
Treibstoff anzusaugen, auszupressen und auf die jeweiligen Motoren bzw. Zylinder
zu verteilen, wird z.B. die Lage eines Elements, das die Treibstoffeinspritzung
oder die zeitliche Steuerung der Hin- und Herbewegung des Kolbens steuert, von einem
Zeitsteuerkolben gesteuert. Diese Lagesteuerung wird allgemein derart durchgeführt,
daß die Treib-
stoffeinspritzfolge in Ubereinstimmung mit der Motordrehzahl
bestimmt wird, indem man einen Treibstoffdruck, der proportional zur Motordrehzahl
ist, an den Zeitsteuerkolben anlegt, und die Lage wird in übereinstimmung mit solchen
Faktoren wie der Motortemperatur und einer Startzeitfolge eingestellt. Eine solche
Einstellung umfaßt allerdings lediglich die Einstellung der Treibstoffeinspritzfolge
und keine Einstellung für Systemfehler, die von der Anbringung der Pumpe innerhalb
des Motors oder der Einstellung der Abweichung der Pumpe von den Treibstoffeinspritzcharakteristiken
herrühren, die tatsächlich während des Motorbetriebs erforderlich sind, d.h., der
dynamischen Treibstoffeinspritzung der Pumpe.
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Wenn die Pumpe am Motor mit einiger Ungenauigkeit angebracht ist,
dann kann die Treibstoffeinspritzfolge von der anyestrebten Zeitfolge abweichen.
Um diesen Fehler auszuräumen, wird der Motor von Hand relativ zur Pumpe durchgedreht,
während die Pumpe zeitweise mit dem Motor verbunden ist, wobei die Lage des Pumpenkolbens
am oberen Verdichtungstotpunkt des Kolbens im entsprechenden Zylinder bestimumu
wird und die Lage der Pumpe dann innerhalb des Bereichs von Montageschlitzen eingestellt
wird, die im Pumpengehäuse vorgesehen sind und in welche entsprechende Pumpen-Befestigungsschrauben
eingeschoben werden. Somit ist die Feineinstellung der Pumpenlage äußerst schwierig.
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Die Verbrennung, die die Motorleistung bestimmt, wird unmittelbarer'durch
die Treibstoffeinspritzfolge während des Pumpenbetriebs (dynamische Einspritzfolge)
beeinflußt als durch die eingestellte Treibstoffeinspritzfolge (stationäre Einspritzfolge)
Obwohl die stationäre Einspritzfolge mit einiger Mühe auf die korrekten Werte eingestellt
werden kann, muß somit die dynamische Einspritzfolge nach dem Zusammenbau gemessen
werden,
und es muß, falls erforderlich, in übereinstlmmung mit den Ergebnissen dieser Messung
eine neuerliche Einstellung vorgenommen werden, die ein großes Naß an Zeit erfordert
und am Fließband unmöglich ist.
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In der Praxis wird die Pumpenlage dadurch eingestellt, daß man ein
sehr starres Treibstoffeinspritzrohr verlagert oder sonstwie das Pumpengehäuse mittels
eines kräftigen Hebels bewegt, wobei in diesem Fall ein hohes Naß an Zeit erforderlich
ist, um die Befestigunysbolzen zu lösen und wieder festzuziehen.
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Eine andere herkömmliche Einrichtung stellt die Treib- -stoffeinspritzfolge
innerhalb eines bestimmten Betriebsbereiches ein, wie etwa innerhalb des Kaltstarts.
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Diese Einrichtung umfaßt einen Zeitsteuerkolben mit einer geneigten
Kopffläche, längs welcher ein Nocken abläuft. Der Nocken kann durch einen Lenker
oder ein Kabel verlagert werden, um die Treibstoffeinspritzfolge einzustellen.
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Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, -eine Einstellvorrichtung
für die Treibstoffeinspritzfolge vorzusehen, welche die eingestellte Lage eines
Zeitsteuerkolbens feineinstellen kann, der ein Treibstoffeinspritz-Zeitsteuerteil
für eine Treibstoffeinspritzpumpe steuert -Gemäß der vorliegenden Erfindung ist
ein Zeitsteuerkolben am einen Ende dem Treibstoff unter hohem Druck ausgesetzt,
der proportional zur Pumpendrehzahl ist, und am anderen Ende dem Treibstoff unter
einem im wesentlichen kostanten, verhältnismäßig niedrigem Druck. Der Zeitsteuerkolben
wird in übereinstimmung mit dem Unterschied zwischen dem hohen und niedrigen Druck
verlagert, um ein Treibstoffeinspritz-Zeitsteuerteil zu steuern. Der Zeitsteuerkolben
ist zur Seite des Treibstoffs mit hohem Druck hin vorgespannt. Es ist eine Einrichtung
vorgesehen, um die Ausgangslage
des Zeitsteuerkolbens relativ zu
einer ortsfesten Abstützung für den Zeitsteuerkolben von Hand einzustellen, um Fehler
in den Eigenschaften der Treibstoffeinspritzpumpe, die aus der Herstellung und/oder
Montage herrühren, auszuräumen.
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DieUbigen und andere Ziele, Merkmale und Vorzüge der vorliegenden
Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung im Hinblick auf ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel hiervon ersichtlich, wenn diese im Zusammenhang mit den beigefügten
Zeichnungen herangezogen wird.
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In der Zeichnung ist: Fig. 1 die Ansicht eines Querschnitts durch
eine herkömmliche Treibstoffeinspritzpumpe, Fig. 2 eine Vorderansicht der Halterung
der Treibstoffeinspritzpumpe, Fig. 3 die Ansicht eines Querschnitts durch eine herkömmliche
Vorrichtung zur Einstellung der Treibstoffeinspritzfolge, Fig. 4 eine Darstellung
der Eigenschaften der Treibstoffeinspritzfolge der Vorrichtung der Fig. 3, Fig.
5 die Teilansicht eines Querschnitts eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Einstellung der Treibstoffeinspritzfolge, und
Fig. 6 ein Diagramm, welches die Treibstoffeinspritzfolge darstellt, die durch die
Vorrichtung der Fig. 5 erzielt ist.
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Dieselben Bezugszeichen sind verwendet, um dieselben oder ähnliche
Elemente in den Zeichnungen durchgehend zu bezeichnen.
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Um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, wird
unter Bezugnahme auf Fig. 1 die oben erwähnte Vorrichtung aus dem Stand der Technik
beschrieben. Treibstoff wird aus einem Einlaß 1 einer
Treibstoffeinspritzpumpe
P durch eine Speisepumpe 3 angesaugt, die an der Stelle 3a um 90" verdreht für das
bessere Verständnis dargestellt ist und welche von einer Antriebswelle 2 angetrieben
wird, die mit der Antriebsweile des Verbrennungsmotors (nicht gezeigt) verbunden
ist. Der Druck des Treibstoffs, der von der Speisepumpe 3 abgegeben wird, wird durch
ein Druckeinstellventil 4 gesteuert, und zwar auf einen Wert, der im wesentlichen
proportional zur Motordrehzahl ist, und wird dann einer Pumpenkammer 5 innerhalb
des Pumpengehäuses zugeführt. Der Treibstoff in der Pumpenkammer 5 schmiert die
Arbeitskomponenten der Pumpe und wird über eine Einlaßöffnung 6 in eine Hochdruck-Tauchkolbenpumpe
7 eingeleitet. Der Kolben bzw. Tauchkolben 8 der Kolbenpumpe 7 ist mit einer exzentrischen
Scheibe 9 verbunden, welche axial verschieblich mittels Wellenkeilen 2A mit der
Antriebswelle 2 verbunden und synchron zu der Motordrehung zur Drehung angetrieben
ist. Die exzentrische Scheibe 9 weist dieselbe Anzahl von Stirnnocken 10 bzw. Steuerkurven
auf, wie der Motor Zylinder hat, und bewegt sich axial über eine bestimmte Nockenverlagerungsstrecke
jedesmal dann, wenn die Stirnnocken bei einer Drehung über eine gleiche Anzahl von
Rollen 12 hinweglaufen, die von einem Rollenring ii gehalten sind.
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Somit bewegt sich der Tauchkolben 8 hin und her, während er sich im
Tauchkolbenzylinder dreht, wobei er den Treibstoff aus einer Arbeitskammer 7A im
eingeschlossenen Ende des Tauchkolbenzylinders zu Einspritzdüsen (nicht gezeigt)
hin preßt, und zwar über die entsprechenden Verteilungsöffnungen 13 und die Abgabeventile
14. Die Treibstoffmenge,, die während jedes Hubes des Tauchkolbens eingespritzt
wird, wird durch die Lage einer Steuerhülse 16 bestimmt, die eine Ablaßbohrung 15
abdeckt, die im Tauchkolben 8 ausgebildet ist. Wenn beispielsweise die Öffnung der
Ablaßbohrung 15 vom rechten Ende der Steuerhülse 16 freigegeben ist, wenn sich der
Tauchkolben 8 nach rechts bewegt, d.h.,
während seines Verdichtungstaktes,
dann wird der Treibstoffdruck innerhalb der Arbeitskammer 7A über die Ablaßbohrung
15 zur Pumpenkammer 5 hin entlastet, wobei eine weitere Einspritzung des Treibstoffs
in die Verteileröffnungen 13 verhindert wird. Wenn die Steuerhülse 16 nach rechts
bezüglich dem Tauchkolben verlagert ist, dann wird das Ende der Treibstoffeinspritzung
verzögert, wobei die Treibstoffmenge erhöht wird, die eingespritzt wird, während
dann, wenn die Steuerhülse 16 in die entgegengesetzte Richtung verlagert ist, das
Ende der Treibstoffeinspritzung vorverstellt ist, wobei die Treibstoffeinspritzmenge
verringert ist Die Steuerhülse 16 steuert die eingespritzte Treibstoffmenge, um
die Motordrehzahl bei einem kostanten Niveau zu halten, welches jenem Maß entspricht,
um welches ein Gaspedal (nicht gezeigt) niedergedrückt ist. Die Lage der Steuerhülse
wird durch einen Lenkerhebelmechanismus 19 bestimmt, der proportional zu jenem Maß
bewegt wird, um welches das Gaspedal niedergedrückt wird, sowie einen Reglermechanismus
18, der durch die Drehung der Antriebswelle 2 angetrieben wird.
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Andererseits wird die Treibstoffeinspritzfolge dadurch eingestellt,
daß man die Relativlage der Nockenflächen 10 und Rollen 12 mittels eines Rollenrings
(Treibstoffeinspritz-Steuerteil) 11 ändert. Zu diesem Zweck ist der Rollenring 11
über einen Antriebsstift 29 mit einem Zeitsteuerkolben verbunden, der in einem Zylinder
30 untergebracht ist, der einteilig mit dem Pumpengehäuse ausgebildet ist. Der Zeitsteuerkolben
31 wird durch eine Feder 32 innerhalb des Zylinders 30 nach rechts entsprechend
der Ansicht in Fig. 1 vorgespannt, in welcher die Feder 32 und der Zeitsteuerkolben
31 um 90° um den Antriebsstift 29 der deutlicheren Darstellung halber geschwenkt
gezeigt sind. Zwei Kammern 33, 34 sind an den entgegengesetzten Enden des Zeitsteuerkolbens
31 innerhalb des Zylinders 30 ausgebildet.
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Die Kammer 33 nimmt Treibstoff mit niedrigem Druck von
der
Pumpe 1 über einen Kanal 35 auf. Die Kammer 34 nimmt Treibstoff unter hohem Druck,
der proportional zur Motordrehzahl ist, aus der Pumpenkammer 5 über einen Kanal
36 auf, der im Zeitsteuerkolben 31 ausgebildet ist. Der Treibstoffdruck im Inneren
der Kammer 33 ist im wesentlichen konstant, ungeachtet der Motordrehzahl, während
der Treibstoffdruck innerhalb der Kammer 34 im wesentlichen proportional zur Motordrehzahl
ist. Wenn somit die Motordrehzahl zunimmt, dann ninat auch der Druckunterschied
zwischen den Kammern 33 und 34 zu, wobei die Verlagerung des Zeitsteuerkolbens 31
bezüglich dem Zylinder 30 nach rechts zunimmt.
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Als Ergebnis schwenkt der Rollenring ii dementsprechend um seine Achse,
was die Zeitsteuerung der Verlagerung des Kolbenstößels 8 über eine Exzenterscheibe
9 ändert, wobei die Treinstoffeinsprltzfolge vorverstellt wird (s. Wartungshandbuch
Nr 418 'FBluebird", veröffentlicht im April 1980 durch Nissan Motor Company, Limited).
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Die Treibstoffeinspritzfolge der Treibstoffeinspritzpumpe, die oben
erwähnt ist, kann allerdings nur dann korrekt eingestellt werden, wenn die Pumpe
auch korrekt bezüglich dem Motor angeordnet ist. Die Lage des Pumpengehäuses B relativ
zum Motor kann innerhalb des Bep reiches der Länge der Montageschlitze a im Pumpengehäuse
B korrigiert werden, wie in Fig. 2 gezeigt, p was es dem Pumpengehäuse Bp ermöglicht,
fest am Motor mit Hilfe von Schrauben angebracht zu werden, die durch die Schlitze
hindurchgeführt werden, wie dies in der vorliegenden Beschreibungseinleitung beschrieben
ist.
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Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen; dort ist eine andere Vorrichtung
zur Einstellung der Treibstoffeinspritzfolge aus dem Stand der Technik gezeigt,
welche einen Zeitsteuerkolben 31 mit einem geneigten Ende umfaßt, das in Berührung
mit einem Nocken 38 steht, der mit einem Lenker oder Kabel 39 verbunden ist. Die
Drehung
des Nockens 38 durch den Lenker oder das Kabel 39 veranlaßt den Zeitsteuerkolben
31, sich nach links oder rechts zu verschieben, und stellt somit die Treibstoffeinspritzfolge
für einen speziellen Motorbetriebsbereich ein, wie etwa den Kaltstart. Dies verlagert
einen Teil der Kurve der Charakteristik der Treibstoffeinspritzfolge, wie dies durch
die strichpunktierte Linie in Fig. 4 gezeigt ist, und wie dies in der Beschreibungseinleitung
beschrieben ist.
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Es wird nun auf Fig. 5 Bezug genommen; dort ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung zur Einstellung der Treibstoffeinspritzfolge gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Die Vorrichtung umfaßt ein Gehäuse 41, welches einen Treibstoffeinspritzkolben
31 aufnimmt und derart angebracht ist, daß es relativ zum Pumpengehäuse Bp verschieblich
ist. Das Gehäuse 41 p umfaßt ein zylindrisches Teil 42, durch welches sich ein Antriebsstift
29 erstreckt, sowie Endkappen 43, 44, die die gegenüberliegenden Enden des zylindrischen
Teils 42 mittels eines Gewindeeingriffs, Preßsitzes oder einer sonstigen Befestigungsanordnung
abdichtet. Das zylindrische Teil 42 umschließt den Zeitsteuerkolben 31, welcher
in einer Richtung verschieblich ist, die eine Tangente an den Rollenring 11 bildet.
Die Hoch- und Niederdruckkammern 3.4 und 3 3 sind an den gegenüberliegenden Enden
des Zeitsteuerkolbens 31 vorgesehen, wie bereits vorher beschrieben. Eine Feder
32 ist; in der Niederdruckkammer 33 vorgesehen und drückt den Zeitsteuerkolben 31
gegen die Hochdruckkammer 34, die über einen Kanal 36 mit der Pumpenkammer 5 in
Verbindung steht. Das Gehäuse 41 ist verschieblich in ein Loch 45 eingeführt, das
im Pumpengehäuse B ausge-P bildet ist. Die gegenüberliegenden Enden des Loches 45
sind durch Deckel 46, 47 verschlossen, die durch Schrauben befestigt sind. Das Innengehäuse
41 kann sich über einen begrenzten, axialen Freiraum innerhalb des zylindrischen
Teils 42 bewegen. Der Deckel 44
weist ein Loch 44a auf, durch welches
ein Raum 49, der von der Endkappe 44 und dem Deckel 47 begrenzt ist, mit der Kammer
33 derart in Verbinduny steht, daß der Raum 49 mit Treibstoff unter niedrigem Druck
über den Einlaß 1 gespeist wird. Eine Feder 48, die innerhalb des Raums 49 sitzt,
drückt das Innengehäuse 41 gegen die Hochdruckkammer 34. Ein Einstellschraubenmechanismus
50 ist der Kappe 43 und dem Deckel 46 zugeordnet, um die Einstellung der Axiallage
des Gehäuses 41 zu ermöglichen. Der Schraubenmechanismus 50 weist eine Schraube
52 auf, welche ihrerseits einen Flansch 51 aufweist, der yegen die Innenoberfläche
des Deckels 46.
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anschlägt und die sich durch die Kappe 43 erstreckt.
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Die Schraube 52 ist an der Stelle 52a mittels einer Mutter 53 gegenüber
dem Deckel 46, durch welchen sich die Schraube 52 hindurch erstreckt, blockiert.
Die Bezugszeichen 54, 55 bezeichnen Dichtungsringe.
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Die Treibstoff einspritzpumpe sollte vorteilhafterweise so angebracht
sein, daß sie Eigenschaften eines Treibstoff-Einspritz-Vorverstellungswinkels aufweist,
die in ausgezogenen Linien in Fig. 6 gezeigt sind, kann aber tatsächlich mit einer
bestimmten positiven oder negativen Verlagerung angebracht sein, wie dies durch
gestrichelte Linien beispielsweise gegenüber einem Bezugswert A gezeigt ist, der
den Motorleerlauf darstellt. Wenn beispielsweise die Verlagerung einen zulässigen
Grenzwert derart überschreitet, daß die Treibstoffeinspritzfolge um einen entsprechenden
Wert ocverzögert werden muß, dann wird die Kontermutter 53 gelöst und die Schraube
52 dann gedreht, um das gesamte Innengehäuse 51 bezüglich dem Pumpengehäuse Bp zu
verlagern. Der Zeitsteuerkolben 31, der durch die Feder 32 gegen die Rappe 43 gedrückt
wird, wird ebenfalls gemeinsam mit dem Innengehäuse 41 in der Richtung der Tangente
an den Rollenring 11 verlagert, wobei er geringfügig den Rollenring 11 verschiebt.
Dies stellt die Treibstoffeinspritzfolge auf den Bezugswert A ein,
oder
auf einen Wert innerhalb eines zulässigen vor-oder nacheilenden Bereiches. Nachfolgend
wird die Kontermutter 53 festgezogen, um das Innengehäuse 41 in der gewünschten
Lage zu blockieren. Diese Feineinstellung kann während des Motorleerlaufes durchgeführt
werden, in welchem Fall dann die Treibstoff-Einspritzfolge auf eine dynamische Einspritzfolge
eingestellt ist.
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Richtung und Größe der Verlagerung des Gehäuses 41 kann in Übereinstimmung
mit der Richtung und Größe der Drehung der Einstellschraube 52 verändert werden.
Die Einstellschraube 52 kann durch eine herkömmliche Befestigungseinrichtung blockiert
werden. Die Feder 48 kann weggelassen werden. Gemäß der Darstellung weist der Zeitsteuerkolben
31 eine Aussparung auf, um die Kammern 33 und 34 vorzusehen, kann aber alternativ
auch an seinem mittigen Abschnitt ausgehöhlt sein, um im Stande zu sein, sich im
Innengehäuse 41 leichter verschieben zu lassen. Das Innengehäuse 41 kann ein Loch
in seinem Boden aufweisen, durch welches Treibstoff abzulassen ist. Ein solches
Loch würde auf ein Loch (nicht gezeigt) ausgerichtet sein, das am Pumpengehäuse
ausgebildet ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist, zusammengefaßt, ein Gehäuse
bzw. Innengehäuse vorgesehen, in welchem der Mechanismus des Zeitsteuerkolbens eingeschlossen
ist und dessen Lage relativ zum Pumpengehäuse durch einen Stellschraubenmechanismus
eingestellt werden kann, was es ermöglicht, daß die Treibstoffeinspritzfolge mühelos
von der Außenseite selbst dann eingestellt werden kann, nachdem das Pumpengehäuse
fest am Motor angebracht wurde. Somit kann die Verlagerung der Treibstoffeinspritzfolge
der Treibstoffeinspritzpumpe des obigen Typs gegenüber einem Standardwert infolge
von Herstellungs- und Montagefehlern ausgeräumt werden.
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Diese Einstellung kann durchgeführt werden, während der Motor läuft,
um die dynamische Treibstoffeinspritz-
folge auf eine gewünschte
Lage einzustellen.
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Während die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiel
hiervon beschrieben wurde, sollte doch vermerkt werden, daß die vorliegende Erfindung
nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Verschiedenartige Änderungen
und Abwandlungen können vom Fachmann vorgenommen werden, ohne daß er den Bereich
der vorliegenden Erfindung und der beigefügten Ansprüche verläßt.
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