DE3339009C2 - - Google Patents
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D1/00—Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type
- F02D1/16—Adjustment of injection timing
- F02D1/18—Adjustment of injection timing with non-mechanical means for transmitting control impulse; with amplification of control impulse
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulisch betätigte Steuervor
richtung für den Einspritzzeitpunkt der im Oberbegriff des
Anspruchs 1 genannten Art.
Eine derartige Steuervorrichtung für den Einspritzzeitpunkt
eines Verbrennungsmotors ist aus der DE-OS 29 50 544 be
kannt, wobei die Einstellung des Einspritzzeitpunktes fluid
druckgesteuert über ein Exzenterstellgetriebe erfolgt, das
die relative Drehlage zwischen einer motorseitigen Antriebs
welle und einer Abtriebswelle auf der Seite der Einspritz
pumpe einstellt. Die Betätigung der Exzenterstellvorrichtung
erfolgt mit Hilfe hydraulisch radial bewegter Stellkolben,
die mechanisch unter Vermittlung von Übertragungsgliedern an
der Exzenterstellvorrichtung angreifen. Ein vergleich
barer Übertragungsmechanismus ist schematisch in Fig. 1
bis Fig. 3 weiter unten genauer erläutert. Die symmetrisch
aufgebaute Steuervorrichtung bewirkt hierbei die Übertragung
der Bewegung der Stellkolben auf die Exzenterstellvorrich
tung mittels U-förmiger Verbindungsplatten, die durch Ver
bindungsstifte einerseits mit der Exzenterstellvorrichtung
und andererseits mit den Stellkolben gekoppelt sind. Die En
den der Verbindungsplatten sind jeweils senkrecht zur allge
meinen Plattenebene der Verbindungsplatten zur Bildung von
Gleitführungen für die Verbindungsplatten und zur Abstützung
von Rückstellfedern abgewinkelt, die die Verbindungsplatten
entgegen der Wirkung der Stellkolben in ihre Ausgangslage
vorspannen.
Bei einer solchen Anordnung hat es sich bei der Be
tätigung der Exzenterstellvorrichtung als nachteilig erwie
sen, daß die Verbindungsplatten, bedingt durch unterschied
liche Abstände zwischen den Kraftwirkungslinien der Stell
kolbenbetätigung und den Kraftwirkungslinien der Rückstell
federn von der Verschiebungsebene der Verbindungsplatten, ei
nem Kippmoment unterworfen sind, das, übertragen auf die
Exzenterstellvorrichtung, zu einer Blockierung derselben,
zumindest aber zu einem verstärkten Verschleiß der Stellex
zenter führen kann, so daß eine genaue und zuverlässige Ein
stellung des Einspritzzeitpunktes behindert wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuer
vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art
so weiterzubilden, daß unausgewogene mechanische Banspru
chungen innerhalb der Steuervorrichtung im wesentlichen ver
mieden werden und die Steuervorrichtung auch über einen län
geren Zeitraum zuverlässig und störungsfrei arbeitet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeich
nenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die Erfindung verbessert eine hydraulisch betätigte
Steuervorrichtung für den Einspritzzeitpunkt dadurch, daß die Wir
kunslinie der Vorspannkraft der Rückstellfeder und die Wirkungslinie der
Druckkraft des Stellkolbens, die der Vorspannkraft entgegengesetzt ist,
in einer gemeinsamen Ebene liegen, die auch die
Verschiebungsachse des Stellkolbens enthält, so daß jede
Kippbewegung der Verbindungsplatte sicher verhindert wird
und dadurch die Exzenter-Steuerscheibenanordnung einwandfrei ar
beiten kann. Dabei ist also wesentlich, daß sowohl die Vor
spannkraft als auch die Druckkraft auf die Verbindungsplatte
in einer gemeinsamen Krafteinleitungsebene wirken, die zur Ebene der
Verschiebungsachse der Verbindungsplatte
parallel verläuft.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen dargelegt.
Zur Verdeutlichung der Erfindung wird mit den Fig. 1 bis 3
nochmals auf den Stand der Technik Bezug genom
men, auf dem die Erfindung aufbaut. Ein Ausführungs
beispiel der Erfindung wird dann im folgenden anhand der Fig. 4 und 5 der
schematischen
Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt, von der Seite gesehen, durch eine
herkömmliche, hydraulisch betätigte Steuervor
richtung für den Einspritzzeitpunkt eines Ver
brennungsmotors,
Fig. 2 eine Vorderansicht eines exzentrischen Nockenmecha
nismus der Steuervorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 3 eine fragmentarische Ansicht der Verbindungsplatten
und ihrer Umgebung, die ebenfalls in der Steuervor
richtung nach Fig. 1 vorhanden sind,
Fig. 4 eine fragmentarische Seitenansicht einer
hydraulisch betätigten Steuervorrichtung
für den Einspritzzeitpunkt eines Verbren
nungsmotors nach der vorliegenden Erfindung,
und
Fig. 5 im Schnitt eine Vorderansicht der Steuer
vorrichtung nach Fig. 4.
Bevor die Steuervorrichtung nach der vorliegenden Erfin
dung im Detail beschrieben wird, soll unter Bezugnahme
auf die Fig. 1 bis 3 ein Beispiel einer herkömmlichen
Steuervorrichtung für den Einspritzzeitpunkt erörtert wer
den. Diese Steuervorrichtung enthält eine Scheibe 10 und
eine Tragplatte 12 für eine Exzenter-Steuerscheibenanordnung 18, von denen jeweils ein Teil mit
dem Verbrennungsmotor und der andere Teil mit einer Kraft
stoffeinspritzpumpe verbunden ist, die dem Motor zugeord
net ist. Bei dieser speziellen Ausführungsform ist die
Scheibe 10 mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors
verbunden, während die Tragplatte 12 einstückig mit
einer Welle 14 ausgebildet ist, die wiederum mit einer
Welle 16 der Kraftstoffeinspritzpumpe verbunden ist. Die
Scheibe 10 und die Tragplatte 12 sind nebeneinander
angeordnet und relativ zueinander in einer konzentrischen
Lage drehbar.
Zwei solcher Exzenter-Steuerscheibenanordnungen 18 (es ist
nur eine dargestellt) sind in der Tragplatte 12 in
einer symmetrischen Lage in bezug auf die Welle 14 be
festigt. Wie man insbesondere in Fig. 2 erkennt, weist die
Steuerscheibenanordnung 18 eine erste
Steuerscheibe 20 auf, die beweglich in einer kreis
förmigen, mit Bezug auf die Tragplatte 12 exzentrischen Bohrung aufgenommen wird, die
in der Tragplatte 12 ausgebildet ist. Eine
zweite Steuerscheibe 22 ist in
einer kreisförmigen Bohrung aufgenommen, die in einer zu
der ersten Steuerscheibe 20 exzentrisch versetzten Stelle ausge
bildet ist. Die erste Steuerscheibe 20 ist mit einer Verbindungs
platte 24 über einen Stift 26 und die zweite Steuerscheibe 22
mit der Scheibe 10 über einen Stift 28 gekuppelt.
Ein allgemein durch das Bezugszeichen 30 angedeutetes
hydraulisches Stellglied enthält einen Stellkolben 32, der
mit der Verbindungsplatte 24 über einen Stift 34 gekup
pelt ist. Im einzelnen weist das hydraulische Stellglied
30 zwei zylindrische Bohrungen 36 auf, die Seite-an-Seite
in einem Zylinderblock ausgebildet sind, der die Welle 14
umgibt. Die Kolben 32 werden jeweils verschiebbar in den
zylindrischen Bohrungen 36 aufgenommen, während die Wel
le 14 zwischen ihnen gehalten wird. Die Welle 14 ist mit
einer axialen Bohrung 38 und radialen Durchgängen 40 aus
gebildet, die einzeln die Bohrung 38 mit Kammern zwischen
der Welle 14 und den Kolben 32 verbinden. Eine gesteuerte,
d. h. genau definierte Flüssigkeitsmenge wird jeder dieser
Kammern über einen Durchgang 40 von der Bohrung 38 unter
Druck zugeführt, wodurch der zugehörige Kolben 32 ver
schoben wird, um über den Stift 34, die Verbindungsplatte
24 und den Stift 26 die Exzenter-Steuerscheibenanordnung
18 zu betätigen. Wegen deren symmetrischen Anordnung
sind zwei solcher Verbindungs
platten 24 übereinander zwischen den Zylinderbohrungen 36 und der
Tragplatte 12 in der Weise angeordnet, daß sie rela
tiv zueinander diametral zu der Welle 14 verschoben wer
den können. Der Stift 34 verbindet den Kolben 32 mit der
Verbindungsplatte 24, wobei der Stift 34 durch einen Schlitz 42
verläuft, der über die gesamte Breite der Wand der Zylin
derbohrung 36 ausgebildet ist.
Die Verbindungsplatten 24 haben einzeln identische Formen,
nämlich im allgemeinen U-Formen, die jeweils die Welle
14 von oben oder von unten umgeben. Wie man in Fig. 3 er
kennt, ist jede Verbindungsplatte 24 an den gegenüberlie
genden Enden des "U" im wesentlichen senkrecht zu ihrer
allgemeinen Ebene umgebogen, so daß zwei Zungen 24 a ent
stehen. Eine Führungsstange 44 erstreckt sich
durch die benachbarten Zungen 24 a der oberen und
unteren Verbindungsplatte 24 und trägt Federsitze
46 an ihren gegenüberliegenden Enden. Jede Zunge 24 a wirkt mit
dem zugehörigen Federsitz 46 zusammen, um
eine Rückstellfeder 48 zu halten.
Wenn das fluide Medium unter Druck den Zylinderbohrungen 36 zuge
führt wird, wird jeder Kolben
32 von der Welle 14 weg bewegt, um wiederum den Stift
26 zu verschieben, so daß die erste Steuerscheibe 20 in der
Tragplatte 12 gedreht wird, wodurch wiederum die Lage
der zweiten Steuerscheibe 22 geändert wird. Das heißt also, daß
gemäß der Darstellung in Fig. 2 die Linie, die die Achse
der Welle 14 mit der Mitte der ersten Steuerscheibe 20 verbindet,
und die Linie, die sie mit der Mitte des Stiftes 28 ver
bindet, der mit der Scheibe 10 verbunden ist, einen Winkel α
zwischen sich definieren, der in Abhängigkeit von der Be
wegung des Stiftes 28 variiert werden kann, um den Ein
spritzzeitpunkt für den Kraftstoff zu justieren.
Wie oben beschrieben wurde, verwendet diese herkömmliche
Steuervorrichtung für den Einspritzzeitpunkt eines Ver
brennungsmotors Rückstellfedern 48, um die Kolben 32 gegen
den Druck des fluiden Mediums, das dem hydraulischen Stell
glied 30 zugeführt wird, in die Ausgangslage zurückzu
bringen. Wie man in Fig. 3 erkennt,
ist das eine Ende jeder Rückstellfeder 48
durch die
Zunge 24 a und das andere Ende durch den betreffenden Federsitz 46
gehalten, der starr an der Führungsstange 44 ausgebildet
ist. Der Stift 34 erstreckt sich parallel zu der Welle 14
von der Verbindungsplatte 24 und ist mit dem Kolben 32
durch den Schlitz 42 in der Bohrung 36 verbunden. Bei
dieser räumlichen Anordnung hat die Wirkungslinie der
Kraft, die von der Rückstellfeder 48 auf die Verbindungs
platte 24 ausgeübt wird, den Abstand d von der Wirkungs
linie der Kraft, die durch den druckbetätigten Kolben
32 auf die Verbindungsplatte 24 ausgeübt wird.
Dieser Abstand d führt zu einem Moment, das auf die Ver
bindungsplatte 24 wirkt. Die obere Verbindungsplatte 24
empfängt beispielsweise ein in Richtung gegen den Uhrzei
gersinn wirkendes Moment gemäß der Darstellung in Fig. 3;
diese Neigung zu einer Bewegung in Richtung gegen den Uhr
zeigersinn wird durch einen Zwischenraum verstärkt, der
üblicherweise auf jeder Seite der Verbindungsplatte 24
zurückbleibt. Sobald jedoch die Verbindungsplatte 24
eine geneigte Lage erreicht hat, kippt die Exzenter-
Steuerscheibenanordnung 18 ebenfalls, so daß sich die ver
schiebbaren Elemente verklemmen können
und eine exakte Einstellung des Einspritzzeitpunktes
nicht mehr möglich ist.
Bei der Steuervorrichtung für den Einspritzzeitpunkt nach
der vorliegenden Erfindung tritt dieser Nachteil nicht
mehr auf, wie sich aus der folgenden Beschreibung ergibt:
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Steuervorrichtung für
den Einspritzzeitpunkt eines Verbrennungsmotors nach der
vorliegenden Erfindung. In diesen
Figuren sind die gleichen oder ähnlichen Bauteile, die
den Teilen der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3
entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, um
die Darstellung übersichtlich zu gestalten. Eine
Tragplatte 12 weist eine darin aufgenommene Anordnung von
Steuerscheiben auf, wie sie in Verbindung mit der herkömmlichen Steu
ervorrichtung beschrieben wurde.
Die gegenüberliegenden Enden jeder Verbindungsplatte 24
sind senkrecht zur allgemeinen Ebene der Verbindungsplatte 24 umge
bogen, um zwei Zungen 24 a zu bilden. Eine Führungsstange
44 erstreckt sich durch die benachbarten
Zungen 24 a der oberen und unteren Verbindungsplatten 24.
Eine Rückstellfeder 48 ist über die Führungsstange 44 ge
kuppelt und zwischen der Zunge 24 a und dem Federsitz 46
gehalten.
Ein allgemein durch das Bezugszeichen 100 bezeichnetes
hydraulisches Stellglied weist eine zylindrische Bohrung
102 auf, die mit einem Schlitz 104 versehen ist. Die
ser Schlitz 104 öffnet sich seitlich nach außen zur be
nachbarten Führungsstange 44. Ein Stellkolben 106 ist ver
schiebbar in der Bohrung 102 aufgenommen.
Ein Steuersteg 108 erstreckt sich von einem seitlich äußeren
Bereich der Verbindungsplatte 24 senkrecht zu der allge
meinen Ebene der Verbindungsplatte 24. Das freie Ende des Steuersteges 108
überspannt den Schlitz 104, der durch die Wand der Zylin
derbohrung 102 gebildet wird. Ein Koppelbolzen 110 wird an einem Ende
durch das freie Ende des Steuersteges 108 gehalten und erstreckt
sich quer durch den Schlitz 104 in die
Bohrung 102, wo er von
einer Querbohrung 112 aufgenommen wird, die in
dem Kolben 106 ausgebildet ist. Wie man in Fig. 5 erkennt,
sind zwei solcher Steuersteg/Koppelbolzen-Anordnungen jeder
Verbindungsplatte 24 zugeordnet, so daß sich die Koppelbolzen
110 nach innen aufeinander zu erstrecken.
Wie man in Fig. 4 erkennt, sind die Führungsstangen 44
in einer Ebene angeordnet, die die Achsen der benachbarten
Bohrungen 102 enthält. Es ergibt sich also, daß die Achse
jedes Koppelbolzens 110 die Achsen der benachbarten Führungsstan
ge 44 und des Kolbens 106 unter einem rechten Winkel
kreuzt.
Beim Betrieb wirkt der Druck des fluiden Mediums auf je
den Kolben 106 über den Strömungspfad, der oben in Ver
bindung mit der herkömmlichen Steuervorrichtung beschrie
ben wurde. Die sich ergebende Kraft wird durch jeden Koppelbolzen
110 auf den zugehörigen Steuersteg 108 übertragen, der starr
an der Verbindungsplatte 24 ausgebildet ist. Außerdem
wirkt die Kraft der zugehörigen Rückstellfeder 48 auf die
Zunge 24 a der Verbindungsplatte 24. Die Wirkungslinien
dieser beiden Kräfte liegen in einer gemeinsamen Ebene,
die die Achsen der Bohrungen 102 enthält. Außerdem ist der
Abstand zwischen den Wirkungslinien relativ kurz, wie in
Fig. 5 durch das Bezugszeichen d′ angedeutet ist. Im Ver
gleich mit der herkömmlichen Steuervorrichtung ergibt
sich also eine wesentliche Reduzierung des auf die Ver
bindungsplatte 24 wirkenden Moments aufgrund der hydrau
lischen Druckkraft und der Kraft jeder Rückstellfeder;
außerdem liegt dieses Moment in der Ebene, die parallel
zu der allgemeinen Ebene der Verbindungsplatte 24 ver
läuft. Damit wird jede Kippbewegung der Verbindungsplatte
24 relativ zu der Exzenter-Steuerscheibenanordnung 18 (sie
he die Fig. 1 und 2) ausgeschlossen.
Die vorliegende Erfindung schafft also eine Steuervor
richtung für den Einspritzzeitpunkt eines Verbrennungs
motors, die stabil und zuverlässig arbeitet und bei der gleich
zeitig die oben erwähnte Ursache zusätzlichen Verschleisses beseitigt ist,
so daß diese Steuervorrichtung eine lange Lebensdauer
hat.
Claims (4)
1. Hydraulisch betätigte Steuervorrichtung für
den Einspritzzeitpunkt eines Verbrennungsmotors, mit
zwei Teilen zur Kopplung des Verbrennungsmotors mit einer
Kraftstoffeinspritzpumpe, wobei eines der Teile von einer
Welle getragen wird und beide Teile über zumindest eine von einer Tragplatte aufgenommene
Exzenter-Steuerscheibenanordnung verbunden sind, mit einer hydrauli
schen Stellkolbenvorrichtung mit zumindest einem in einer
Zylinderbohrung geführten Stellkolben für die Betätigung der Steuerscheiben
anordnung mittels einer Verbindungseinrichtung, die
einen senkrecht zu der Welle verschiebbaren Verbindungskör
per aufweist, an dem zumindest ein mit dem Stellkolben der
hydraulischen Stellkolbenvorrichtung bewegbarer Koppelbolzen
angreift und der durch eine Rückstelleinrichtung in seine
Ausgangslage vorgespannt ist, wobei der Verbindungskörper
mit einem Stift in die Steuerscheibenanordnung
eingreift
und in Abhängigkeit von einer Bewegung des Stellkolbens entlang
einer ersten, durch einen Koppelpunkt zwischen dem Koppel
bolzen und dem Verbindungskörper bestimmten Kraftwirkungsli
nie in Abhängigkeit vom auf den Stellkolben wirkenden Steuerdruck ent
gegen der Kraft der Rückstelleinrichtung verschiebbar ist,
die den Verbindungskörper entlang einer zweiten, zu der er
sten Kraftwirkungslinie parallelen Kraftwirkungslinie bela
stet, und wobei der Verbindungskörper eine im wesentlichen
U-förmige Verbindungsplatte mit zumindest einem Abschnitt in Form einer Zunge
für die Bildung einer Gleitführung sowie für eine Lage
rung einer Rückstellfeder der Rückstelleinrichtung bildet
und wobei weiterhin die Kraftwirkungslinie der Rückstellfe
der und die Verschiebungsachse des Stellkolbens im wesent
lich in einer parallel zur Verschiebungsebene der Verbin
dungsplatte verlaufenden Betätigungsebene liegen, dadurch
gekennzeichnet, daß an der Verbindungsplatte (24) ein senk
recht von ihr abstehender Steuersteg (108) zur Koppelung der
Verbindungsplatte (24) mit dem Koppelbolzen (110) des Stell
kolbens (106) angebracht ist derart, daß die Betätigungsebe
ne, in der die Kraftwirkungslinie der Rückstellfeder (48)
und die Verschiebungsachse des Stellkolbens (106) liegen,
zugleich den Koppelpunkt zwischen dem Koppelbolzen (110) und
dem Steuersteg (108) der Verbindungsplatte (24) enthält.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, mit einer ersten und
einer zweiten Exzenter-Steuerscheibenanordnung, die symmetrisch zur Welle an
geordnet sind, sowie mit einer ersten und einer zweiten Ver
bindungsplatte, die ebenfalls symmetrisch zur Welle und die
se einschließend angeordnet sind, wobei jede Verbindungs
platte zwei Abschnitte in Form von Zungen aufweist und die Zungen
der einen Verbindungsplatte die Zungen
der anderen Verbindungsplatte, vorgespannt durch je eine an
jeder Zunge sich abstützende Rückstellfeder, im Ru
hezustand der Steuervorrichtung berühren und wobei ferner
jeder Verbindungsplatte zu deren Betätigung ein Stellkolben
paar mit von diesem sich radial nach außen erstreckenden,
jeweils in den Zylinderbohrungen der Stellkolben geführten Koppel
bolzen zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder
Koppelbolzen (110) mit der ihm zugeordneten Verbindungsplat
te (24) durch einen senkrecht von dieser abstehenden Steuer
steg (108) verbunden ist.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Steuersteg (108) an der Verbindungsplatte (24)
parallel zu deren Zungen (24 a) angeordnet ist.
4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Steuersteg (108) und der Koppelbolzen (110)
einstückig ausgeführt sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Country Status (3)
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Families Citing this family (2)
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- 1982-10-29 JP JP1982163952U patent/JPS5968142U/ja active Granted
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- 1983-10-17 US US06/542,823 patent/US4530336A/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-10-27 DE DE19833339009 patent/DE3339009A1/de active Granted
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US4530336A (en) | 1985-07-23 |
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