DE3416691A1

DE3416691A1 - Vorrichtung zur regelung der kraftstoff-einspritzmenge oder des einspritzbeginns bei dieselmotoren

Info

Publication number: DE3416691A1
Application number: DE19843416691
Authority: DE
Inventors: Walter Steyr Hack; Günther Dipl.-Ing. Herdin
Original assignee: Steyr Daimler Puch AG
Current assignee: Steyr Daimler Puch AG
Priority date: 1983-05-20
Filing date: 1984-05-05
Publication date: 1984-11-22
Also published as: SU1346055A3; DE3416691C2; US4570588A

Description

Aktiengesellschaft

Wien (Osterreich)

Vorrichtung zur Regelun g der Kraftstoff-Einspritzmenge oder des Einspritzbeginns "bei Dieselmotoren

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Regelung der Kraftstoff-Einspritzmenge oder des Einspritzbeginns bei Dieselmotoren mit einer von einem Schrittmotor her über eine federnd nachgiebige Kupplung verstellbaren, auf die Einspritzpumpe bzw. -pumpen einwirkenden Regelstange.

Bisher wirkt der Schrittmotor auf die axial verschiebbare Regelstange über einen Zahnstangentrieb ein, woraus sich der Nachteil ergibt, daß die Antriebsverbindung vom Schrittmotor zur Regelstange nicht spielfrei ist, wodurch insbesondere die Leerlaufregelung beeinträchtigt wird. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht auch meist darin, daß die Kraftübertragung vom Schrittmotor zur Regelstange ohne elastisches Zwischenglied erfolgt, so daß, da während des Einspritzvorganges sehr hohe Reibungskräfte zu überwinden sind, ein sehr starker bzw. groß dimensionierter Schrittmotor notwendig ist. Falls ein schwächerer Schrittmotor die Regelstangenverstellung während des Einspritzvorganges nicht durchführen kann, sind zusätzliche Einrichtungen zur Rückmeldung der nicht erfolgten Verstellung erforderlich.

Es ist zwar auch schon ehe Einrichtung bekannt (EP-OS 0 069 111), bei der zwischen der Regelstange od.dgl. und dem Stell- bzw. Schrittmotor wenigstens ein mechanischer Kraftspeicher vorgesehen ist, der zwei gegeneinander

bewegliche Federteller aufweist, zwischen denen eine vorgespannte Druckfeder eingesetzt ist und deren maximaler Abstand voneinander durch Anschläge eines die beiden Federteller übergreifenden Gehäuses begrenzt wird. Aber auch in diesem Falle ist zwischen dem Gestänge, in dem der Kraftspeicher eingebaut ist und dem Stell- bzw. Schrittmotor ein spielbehafteter Zahnstangentrieb vorgesehen, wozu noch kommt, daß auch im Gestänge selbst mit Spiel gerechnet werden muß.

Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die bei vergleichsweise einfacher Konstruktion mit einem schwachen Schrittmotor und ohne zusätzliche Rückmeldungseinrichtungen spielfrei arbeitet.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß auf der Welle des Schrittmotors eine Steuerscheibe vorgesehen ist, an deren Steuerkurve sich die Regelstange unter der Kraft einer Feder mittelbar abstützt, wobei die federnd nachgiebige Kupplung entweder gleichachsig mit der Steuerscheibe angeordnet und nur in einer Drehrichtung anschlagbegrenzt nachgiebig, in der anderen Drehrichtung starr mit der Steuerscheibe verbunden ist oder aus zwei aus einer anschlagbegrenzten Ruhestellung um dieselbe Achse federnd auseinander schwenkbaren Hebeln besteht, von denen der eine an der Steuerkurve der auf der Welle des Schrittmotors drehfesten Steuerscheibe und der andere an einem Mitnehmer der Regelstange anliegt.

Da sich die Regelstange unter der Kraft einer Feder an der Steuerkurve der Steuerscheibe abstützt, wird jedes Spiel zwischen der Steuerkurve und der Regelstange vermieden, obwohl die Abstützung nicht unmittelbar erfolgt. Die federnd nachgiebige Kupplung bildet den Kraftspeicher, der, falls der verhältnismäßig schwache Schrittmotor während des Einspritzvorganges die Verstellbewegung nicht durchführen konnte, gespannt wird und die Regelstangenverstellung sofort nach-

holt, wenn der Einspritzvorgang beendet ist. Dabei ergibt sich bei beiden Ausbildungsvarianten eine vergleichsweise einfache und betriebssichere Konstruktion.

Die gleichachsig mit der Steuerscheibe angeordnete Kupplung besteht erfindungsgemäß aus einer mit der Welle des Schrittmotors drehfest verbundenen Platte, die mit Winkelabstand voneinander einen achsparallelen Kupplungszapfen und eine Bohrung aufweist, sowie aus einem entsprechenden Kupplungszapfen und einer Bohrung der Steuerscheibe, wobei jeweils der Kupplungszapfen des einen Teiles in die im Durchmesser wesentlich größere Bohrung des anderen Teiles eingreift und die beiden Kupplungszapfen durch eine Feder verbunden sind. Da die Bohrungen einen wesentlich größeren Durchmesser als die Kupplungszapfen aufweisen, ist die notwendige Relativverdrehung von Platte und Steuerscheibe ermöglicht, wobei die die beiden Kupplungszapfen verbindende Feder als Kraftspeicher dient und die Bohrungswandungen die Anschläge für die Kupplungszapfen bilden.

Besteht die federnd nachgiebige Kupplung aus zwei um dieselbe Achse schwenkbaren Hebeln, so wird eine besonders einfache und betriebssichere Konstruktion dadurch erreicht, daß der eine der beiden die Kupplung bildenden Hebeln einen Anschlag für den anderen Hebel aufweist und eine letzteren gegen den Anschlag ziehende Feder vorgesehen ist, die am ersteren Hebel angreift.

Um zu vermeiden, daß die ganze Einspritzanlage bei Ausfall der Kraftstofförderung beschädigt wird bzw. daß Luftansaugung erfolgt, ist in weiterer Ausbildung der Erfindung ein von der Kraftstoffleitung her gegen die Kraft einer Feder beaufschlagter Abstellkolben vorgesehen, der über einen gegebenenfalls den einen Hebel der federnd nachgiebigen Kupplung bildenden Schwenkhebel mit der Regelstange in Verbindung steht, so daß die Regelstange bei sinkendem Kraft-

V W ·

stoffdruck in die Nullage gelangt. Dabei handelt es sich um eine mechanische Abstelleinrichtung, die völlige Sicherheit auch bei Ausfall der elektronischen Steuereinrichtung bietet.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 eine Vorrichtung zur Regelung der Kraftstoff-Einspritzmenge im Teilschnitt,

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 eine Ausführungsvariante in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellungsweise und Fig. 4 den zugehörigen Querschnitt.

Gemäß den Fig. 1 und 2 dient zur Betätigung der Regeleinrichtung der Einspritzpumpen 1 eine axial verstellbare Regelstange 2, die durch eine Feder 3 in Richtung zur Volllaststellung belastet ist und sich über eine einen Mitnehmer bildende Anschlagfläche 4 und einem Zwischenkörper 5 mittelbar an der Steuerkurve 6 einer Steuerscheibe 7 abstützt. Die Steuerscheibe 7 ist frei drehbar auf einer Welle 8 gelagert, die mit der Welle 9 eines Schrittmotors 10 gekuppelt ist. Auf der Welle 8 sitzt drehfest eine sektorförmige Platte 11. Die Platte 11 weist mit Winkelabstand voneinander einen achsparallelen Kupplungszapfen 12 und eine Bohrung 13 auf. In der Steuerscheibe 7 sind ein entsprechender Zapfen 12a und eine Bohrung 13a vorgesehen, wobei die beiden Kupplungszapfen 12, 12a durch eine Zugfeder 14 verbunden sind und die Bohrungen 13, 13a einen wesentlich größeren Durchmesser als die Kupplungszapfen 12, 12a aufweisen. Sollte die Regelstange 2 bei Drehung des Schrittmotors 10 kurzzeitig blockiert sein, so wird unter entsprechender Spannung der Feder 14 der durch das Spiel der Kupplungszapfen 12, 12a in den Bohrungen 13» 13a ermöglichte Freiweg durchlaufen, d.h., es kann sich die Platte 11 und damit der Schrittmotor 10 zunächst ohne Mit-

nähme der Steuerscheibe 7 drehen. Sobald die Blockierung der Regelstange 2 beendet ist, zieht sich die Feder 14 zusammen und es wird die Steuerscheibe 7 in die durch den Schrittmotor vorgegebene Stellung verdreht, so daß auch die Regelstange 2 die erforderliche Verstellung durchführen kann.

Von der Kraftstoffleitung 15 her ist ein durch eine Feder 16 belasteter Abstellkolben 17 beaufschlagt, wobei die Kraft der Feder 16 die Kraft der in Richtung zur Volllaststellung wirkenden Abstützfeder 3 der Regelstange 2 übersteigt. Der Zwischenkörper 5 sitzt auf einem Schwenkhebel 18, dessen kurzer zweiter Hebelarm 19 mit einer Kante 20 des Abstellkolbens 17 zusammenwirkt. Bei sinkendem Kraftstoffdruck kommt die Feder 16 zur Wirkung und schiebt den Abstellkolben 17 gemäß Fig. 1 nach links, so daß der Hebel 18, 19 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, der Zwischenkörper 5 von der Steuerkurve 6 der Steuerscheibe 7 abgehoben und die Regelstange 2 gegen die Kraft der Feder 3 in die Nullstellung verschoben wird.

Bei der Ausführungsvariante nach den Fig. 3 und 4 sind mit dem Gegenstand der Fig. 1 und 2 übereinstimmende Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Im Gegensatz zur Ausbildung nach den Fig. 1 und 2 wird die Regelstange 2 durch die Feder 3 in Richtung zur Nullstellung belastet. Ferner ist die Steuerscheibe 7 drehfest auf der mit der Welle 9 des Schrittmotors 10 gekuppelten Welle 8 angeordnet. An der Steuerkurve 6 der Steuerscheibe 7 liegt mit seinem dem Zwischenkörper 5 entsprechenden freien Ende 5a ein Hebel 21 an, der frei drehbar auf der Nabe 22 eines zweiarmigen Hebels 23» 24 gelagert ist. Das freie Ende des Hebelarmes 23 trägt einen Zwischenkörper 5b, der mit der Anschlagfläche 4 der Regelstange 2 zusammenwirkt. Der Hebel 21 weist einen von einem,Zapfen gebildeten Anschlag 25 auf, gegen den der Hebelarm 23 des Hebels 23» 24 durch eine Feder 26 gezogen wird, die am Hebel 21 und am Hebelarm 23 angreift.

Sollte die Regelstange 2 bei Drehung des Schrittmotors 10 kurzzeitig blockiert sein, so wird unter Spannung der Feder 26 zunächst der Hebel 21 allein bewegt, und es kann sich der Schrittmotor 10 ohne Mitnahme der Regelstange 2 drehen. Ist deren Blockierung beendet, so zieht sich die Feder 26 zusammen und die Regelstange 2 erfährt eine entsprechende Verstellung.

Der Hebelarm 24 des Hebels 23, 24 wirkt mit dem Abstellkolben 17 zusammen. Bei sinkendem Kraftstoffdruck kommt die Feder 16 zur Wirkung und schiebt den Abstellkolben 17 gemäß Fig. 3 nach rechts, so daß der Hebel 23, 24 im Uhrzeigersinn verschwenkt und die Regelstange unter der Wirkung der beiden Federn 3 und 16 in die Nullstellung verschoben wird.

Claims

Aktiengesellschaft

Wien (Österreich)

Patentansprüche :

1 Λ Vorrichtung zur Regelung der Kraftstoff-Einspritzmenge oder des Einspritzbeginns bei Dieselmotoren mit einer von einem Schrittmotor her über eine federnd nachgiebige Kupplung verstellbaren, auf die Einspritzpumpe bzw. -pumpen einwirkenden Regelstange, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (8, 9) des Schrittmotors (10) eine Steuerscheibe (7) vorgesehen ist, an deren Steuerkurve (6) sich die Regelstange (2) unter der Kraft einer Feder (3) mittelbar abstützt, wobei die federnd nachgiebige Kupplung entweder gleichachsig mit der Steuerscheibe (7) angeordnet und nur in einer Drehrichtung anschlagbegrenzt nachgiebig, in der anderen Drehrichtung starr mit der Steuerscheibe (7) verbunden ist oder aus zwei aus einer anschlagbegrenzten Ruhestellung um dieselbe Achse federnd auseinander schwenkbaren Hebeln (21; 23, 24) besteht, von denen der eine (21) an der Steuerkurve (6) der auf der Welle (8, 9) des Schrittmotors (10) drehfesten Steuerscheibe (7) und der andere (23, 24) an einem Mitnehmer (4) der Regelstange (2) anliegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichachsig mit der Steuerscheibe (7) angeordnete Kupplung aus einer mit der Welle (8, 9) des Schrittmotors (10) drehfest verbundenen Platte (11), die mit Winkelabstand voneinander einen achsparallelen Kupplungszapfen (12) und eine Bohrung (13) aufweist, sowie aus einem entsprechenden Kupplungszapfen (12a) und einer Bohrung (13a) der Steuerscheibe (7) besteht, wobei jeweils der Kupplungszapfen (12, 12a) des einen Teiles in die im Durchmesser wesentlich

größere Bohrung (I3a, 13) des anderen T_eiles eingreift und die beiden Kupplungszapfen (12, 12a) durch eine Feder

(14) verbunden sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine (21) der beiden die Kupplung bildenden Hebeln (21; 23, 24) einen Anschlag (25) für den anderen Hebel (23, 24) aufweist und eine letzteren gegen den Anschlag (25) ziehende Feder (26) vorgesehen ist, die am ersteren Hebel (21) angreift.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 oder 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Kraftstoffleitung

(15) her gegen die Kraft einer Feder (16) beaufschlagter Abstellkolben (17) vorgesehen ist, der über einen gegebenenfalls den einen Hebel (23, 24) der federnd nachgiebigen Kupplung bildenden Schwenkhebel (18, 19) mit der Regelstange (2) in Verbindung steht, so daß die Regelstange (2) bei sinkendem Kraftstoffdruck in die Nullstellung gelangt.