DE3701025C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspritzbeginn-Verstellvorrich­ tung für eine Kraftstoffeinspritzpumpe der Verteilungsbauart gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In Fig. 1 ist zum besseren Verständnis der nachher geschilderten Erfindung eine einen internen Stand der Technik betreffende Einspritzbeginn- Verstellvorrichtung für eine Brennkraftmaschine dargestellt. Eine Welle 2 erstreckt sich durch ein Gehäuse 1 einer Kraft­ stoffeinspritzpumpe, und ein Hebel 3 ist an dem inneren Ende der Welle 2 innerhalb des Gehäuses 1 befestigt. Ein Kugelbol­ zen 3 A ist verschwenkbar an dem Kopfende des Hebels 3 be­ festigt. Das Gehäuse 1 enthält einen Rollenhalter 6, der Rol­ len 16 zur zeitlichen Steuerung der axialen Bewegung eines Kolbens 5 lagert, der drehbar mit einer Antriebswelle 4 der Kraftstoffeinspritzpumpe angeordnet ist, wobei der Rollen­ halter 6 eine Aussparung 7 hat, in die der Kugelbolzen 3 A eingreift. Hebel 8, 9 sind an einem äußeren Abschnitt der Welle 2 befestigt, der sich außerhalb des Gehäuses 1 befin­ det. Der Hebel 8 ist mit einer Feder 10 gekoppelt, die normalerweise den Rollenhalter 6 in die Richtung beauf­ schlagt, daß die Krafstoffeinspritzung vorgestellt wird. Eine wärmeempfindliche Einrichtung 13 enthält einen Behälter 12, in dem sich ein wärmeempfindliches Material 12 A, bei­ spielsweise Wachskugeln, befindet, das entsprechend der Umge­ bungstemperatur zusammenziehbar und ausdehnbar ist, wobei ein bewegbares Bauteil 12 B mit einem Ende gegen das wärmeempfind­ liche Material 12 A gehalten ist. Das andere Ende des beweg­ baren Bauteils 12 B ist mit einem Ende eines Stabes 11 verbun­ den, dessen anderes Ende in Eingriff mit dem freien Ende des Hebels 9 steht. Eine nicht dargestellte Leitung für ein Kühl­ mittel der Brennkraftmaschine ist um die wärmeempfindliche Einrichtung 13 gewickelt.

Wenn die Temperatur des Kühlmittels höher als eine festge­ setzte Temperatur ist, drückt das bewegbare Bauteil 12 B das Ende des Stabes 11 so, daß der Hebel 9 die Welle 2 in Fig. 1 im Uhrzeigersinn dreht, wodurch der Kugelbolzen 3 A außer Ein­ griff mit dem unteren Rand der Aussparung 7 gerät.

Wenn die Brennkraftmaschine im kalten Zustand gestartet wird, ist das wärmeempfindliche Material 12 A zusammengezogen, so daß die Welle 12 durch die Kraft der Feder 10 im Gegenuhrzei­ gersinn gedreht werden kann, bis das bewegbare Bauteil 12 B durch Einwirkung des Stabes 11 an das wärmeempfindliche Material 12 A anstößt. Der Kugelbolzen 3 A greift nun am unteren Rand der Aussparung 7 an, um den Rollenhalter 6 in Richtung auf eine Vorverstellung des Einspritzbeginns zu be­ wegen, die der Temperatur zum Zeitpunkt des Startens der Brennkraftmaschine entspricht.

Bei der bekannten Einspritzbeginn-Verstellvorrichtung ist das wärmeempfindliche Material 12 A dann durch die entsprechend kräftige Feder 10 zur Vorverstellung des Einspritzbeginns bei gesunkener Umgebungstemperatur einer beträchtlichen Kraft ausgesetzt, die normalerweise versucht, das wärmeempfindliche Material 12 A zusammenzudrücken, wodurch die Haltbarkeit des wärmeempfindlichen Materials 12 A beeinträchtigt ist. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es bekannt, den Unterschied zwischen der Reibungskraft zwischen den Rollen 16 und den diese lagernden Bolzen zu dem Zeitpunkt, zu dem die Kraft­ stoffeinspritzpumpe läuft, und der Reibungskraft zwischen den Rollen 16 und ihren Bolzen zu dem Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffeinspritzpumpe stillsteht, zu verwenden, und die Kraft der Feder 10 so zu wählen, daß die Feder 10 den Rollen­ halter 6 nicht drehen kann, wenn die Pumpe stillsteht, und drehen kann, wenn die Pumpe läuft. Dadurch kann die Kraft, die auf das wärmeempfindliche Material 12 A während des Betriebs der Pumpe einwirkt, mit der Folge reduziert werden, daß die Haltbarkeit des wärmeempfindlichen Materials 12 A ver­ größert ist.

Bei der vorbeschriebenen Einstellung der Federkraft zieht sich das wärmeempfindliche Material 12 A im Ruhezustand der Brennkraftmaschine zusammen, ohne daß die Kraft der Feder 10 auf das Material einwirkt, wenn die Umgebungstemperatur sinkt. Bei fehlendem Druck auf das wärmeempfindliche Material 12 A hat dieses aber ein abweichendes temperaturbedingtes Kon­ traktions- und Expansionsverhalten, was zu den gegebenen Ver­ hältnissen nicht entsprechenden Änderungen des Kraftstoffein­ spritzbeginns führt, der durch die Position des freien Endes des bewegbaren Bauteils 12 B, das mit dem Stab 11 in Eingriff steht, eingestellt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzbeginn-Verstellvorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß die Winkellage des Rollenhal­ ters und damit der Kraftstoffeinspritzbeginn auch dann zuver­ lässig entsprechend der Umgebungstemperatur eingestellt wird, wenn kein Druck auf das wärmeempfindliche Material ausgeübt wird, dieses also kräftemäßig geschont wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist gewährleistet, daß die zweite Feder nur diejenige Kraft aufbringen muß, die er­ forderlich ist, daß das wärmeempfindliche Material sich stabil entsprechend der Umgebungstemperatur zusammenzieht oder ausdehnt und kräftemäßig nicht überbeansprucht wird. Der Rollenhalter ist ebenfalls einer Kraft ausgesetzt, die in Richtung der Vorverlegung des Einspritzbeginns wirkt und von der ersten Feder über den ersten Hebel ausgeübt wird. Wenn die mit der Kraftstoffeinspritzpumpe verbundene Brennkraft­ maschine stillsteht, sind die Reibungskräfte, die zwischen den Rollen der Einspritzbeginn-Verstellvorrichtung und den diese Rollen lagernden Bolzen entstehen, groß, wodurch diese Vorrichtung in einer Stellung entsprechend spätem Einspritz­ beginn gehalten wird. Wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird, werden die Reibungskräfte verringert, und die Ein­ spritzbeginn-Verstellvorrichtung stellt den Einspritzzeit­ punkt vor, bis der erste Hebel von der ersten Feder in Ein­ griff mit dem zweiten Hebel von der ersten Feder in Ein­ griff mit dem zwischen Hebel gebracht ist. Die erste Feder braucht nur eine minimale Kraft auf den Rollenhalter auszu­ üben, um diesen bei laufender Brennkraftmaschine zu drehen. Da die Position des zweiten Hebels mit der temperaturbedingten Expansion oder Kontraktion des wärmeempfindlichen Materials variiert, entspricht der Drehwinkel des Rollenhalters und damit der Einspritzbeginn der Temperatur, bei der die Brenn­ kraftmaschine gestartet wird. Da von dem zweiten Hebel stets eine Kraft auf das wärmeempfindliche Material ausgeübt wird, sind Expansion und Kontraktion des Materials stabil, so daß auf zuverlässige und genaue Weise der Einspritzbeginn einge­ stellt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 2(a), 2(b) und 3 der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt im einzelnen die

Fig. 2(a) eine schematische Seitenansicht einer erfindungs­ gemäßen Einspritzbeginn-Verstellvorrichtung bei Stillstand der zugehörigen Brennkraftmaschine;

Fig. 2(b) eine schematische Seitenansicht der Verstellvor­ richtung gemäß Fig. 2(a) bei laufender Brenn­ kraftmaschine und

Fig. 3 einen fragmentarischen Längsschnitt durch eine Kraftstoffeinspritzpumpe der Verteilungsbauart, die mit der erfindungsgemäßen Einspritzbeginn-Verstell­ vorrichtung versehen ist, während die

Fig. 1 - wie eingangs erwähnt - der Verdeutlichung des Standes der Technik dient.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, hat eine Kraftstoffeinspritzpum­ pe der Verteilungsart, die bei einer Brennkraftmaschine ver­ wendet wird, ein Pumpengehäuse 1, eine Antriebswelle 4, die drehbar in einem Gehäuse 1 gehalten ist und von der Brennkraft­ maschine angetrieben wird, und einen Kolben 5, der koaxial zu der Antriebswelle 4 und zusammen mit dieser über eine nicht dargestellte Antriebsscheibe drehbar angeordnet ist, wobei der Kolben 5 zudem axial hin- und herbewegbar ist. Eine Nockenscheibe 15 ist an einem Ende des Kolbens 5 angesetzt und hat eine Nockenfläche 15 A mit einer der Anzahl der Zylinder der Brenn­ kraftmaschine entsprechenden Anzahl von Nockenvorsprüngen, die in Richtung der Antriebswelle 4 weisen. Ein Rollenhalter 6 ist drehbar an der Antriebswelle 4 koaxial zu dieser befestigt, wobei an dem Rollenhalter 6 Rollen 16 drehbar gehalten sind. Die Nockenfläche 15 A wird durch die Kraft einer nicht dargestellten Kolbenfeder gegen die Rollen 16 gedrückt. Wenn daher die Antriebswelle 4 um ihre eigene Achse gedreht wird, wird auch der Kolben 5 um seine Achse ge­ dreht und infolge des rollenden Eingriffs zwischen der Nockenfläche 15 A und den Rollen 16 axial hin- und herbewegt, um Kraftstoff aufzunehmen, unter Druck zu setzen, zu vertei­ len und unter Druck den Zylindern der Brennkraftmaschine zu­ zuführen.

Im einzelnen wird bei der synchron mit der Drehung der Aus­ gangswelle der Brennkraftmaschine verlaufenden Drehung der Antriebswelle 4 eine Förderpumpe 30 angetrieben, um Kraft­ stoff von einem nicht dargestellten Kraftstofftank in eine Saugkammer 31 zu fördern, die in dem Gehäuse 1 ausgebildet ist und als Niedrigdruckkammer dient. Wenn die Antriebswelle 4 gedreht wird, wird ebenfalls der Kolben 5 gedreht und hin- und herbewegt. Wenn der Kolben 5 gedreht und in der Fig. 3 nach links bewegt wird, wird in der Saugkammer 31 befindli­ cher Kraftstoff durch einen in dem Gehäuse 1 ausgebildeten Saugkanal 32 und einen der in der Außenumfangsfläche eines Kopfabschnitts des Kolbens 5 ausgebildeten Saugschlitze 33 in eine Druckkammer 35 eingesaugt, die im Pumpenzylinder 34 der Kraftstoffeinspritzpumpe zwischen dem Kopfende des Kolbens 5 und dem Boden des Zylinders 34 ausgebildet ist. Da der Kolben 5 weiter gedreht und mit Bezug auf Fig. 3 nunmehr nach rechts bewegt wird, werden der Saugkanal 32 und der Saugschlitz 33 voneinander getrennt, und der in die Druckkammer 35 einge­ saugte Kraftstoff wird unter Druck gesetzt und durch einen der Verteilungsschlitze 36, deren Anzahl der Anzahl der Brennkraftmaschinenzylinder entspricht und die mit der Druck­ kammer 35 in Verbindung stehen, einem Auslaßkanal 37 und über ein Auslaßventil 38 schließlich dem betreffenden Kraftstoff­ einspritzvenil zugeführt.

Der Rollenhalter 6 ist koaxial und drehbar an der Antriebs­ welle 4 befestigt, derart, daß der Zeitpunkt der axialen Be­ wegung des Kolbens 5 durch den Lagewinkel des Rollenhalters 6 variiert werden kann, um den Kraftstoffeinspritzbeginn zu steuern.

Wie in Fig. 2(a) dargestellt ist, erstreckt sich eine Welle 2 durch das Gehäuse 1, und ein Hebel 3 ist an dem inneren Ende der Welle 2 innerhalb des Gehäuses 1 befestigt. Ein Kugelbol­ zen 3 A ist verschwenkbar am Kopfende des Hebels 3 befestigt und in eine Aussparung 7 in dem Rollenhalter 6 eingesetzt. Ein Hebel 18 ist an einem äußeren Abschnitt der Welle 2, die sich aus dem Gehäuse 1 erstreckt, befestigt, wobei ein Stab 21 an dem Hebel 18 gehalten ist. Der Hebel 18 ist mit einer Feder 20 gekoppelt, die den Rollenhalter 6 normalerweise in einer Richtung beaufschlagt, in der die Kraftstoffeinsprit­ zung vorgestellt wird. Ein weiterer Hebel 22 ist lose auf den äußeren Abschnitt der Welle 2 aufgesetzt. Der Hebel 22 dient als Stopper zur Begrenzung der Winkellage des Hebels 18, oder er kann mit einem Stopper 25 versehen sein, um die Winkellage des Hebels 18 zu begrenzen. Eine wärmeempfindliche Einrich­ tung 13 enthält ein Gehäuse 12, in dem sich ein wärmeempfind­ liches Material 12 A, beispielsweise Wachskugeln, befindet, das entsprechend der Umgebungstemperatur zusammenziehbar und ausdehnbar ist, wobei ein bewegbares Bauteil 12 B mit einem Ende gegen das wärmeempfindliche Material 12 A gehalten ist. Das andere Ende des bewegbaren Bauteils 12 B ist an einem Ende eines Stabes 23 befestigt, dessen anderes Ende an dem freien Ende des Hebels 22 angreift. Eine nicht dargestellte Leitung zur Zufuhr eines Kühlmittels für die Brennkraftmaschine ist um die wärmeempfindliche Einrichtung 13 gewickelt. Der Hebel 22 ist mit einer Feder 24 gekoppelt, die den Stab 23 normaler­ weise gegen das bewegbare Bauteil 12 B der wärmeempfindlichen Einrichtung 13 drückt.

Der Hebel 18 wird von der Feder 20 beaufschlagt, damit der Kugelbolzen 3 A den Rollenhalter 6 in die den Einspritzbeginn vorverstellende Richtung bewegt. Das wärmeempfindliche Mate­ rial 12 A ist über den Stab 23 und das bewegbare Bauteil 12 B einer stabilen Kraft der Feder 24 ausgesetzt. Daher wird das freie Ende des bewegbaren Bauteils 12 B, das an dem Stab 23 befestigt ist, stets in eine Position gesteuert, die von der die wärmeempfindliche Einrichtung 13 umgebenden Temperatur abhängt.

Wenn die Brennkraftmaschine im kalten Zustand gestartet wird, unterliegt der Hebel 18 einer großen Reibungskraft, die zwi­ schen den Rollen 16 und den diese lagernden Bolzen hervorge­ rufen wird, wobei die Winkellage des Rollenhalters 6 einer Späteinspritzung entsprechend der in Fig. 2(a) gezeigten Lage des Hebels 18 entspricht. Wenn die Reibungskraft nach dem Starten der Brennkraftmaschine sinkt, übersteigt die Kraft der Feder 20 diese Reibungskraft und dreht den Hebel 18 im Gegenuhrzeigersinn aus der in Fig. 2(a) dargestellten Posi­ tion in die Position gemäß Fig. 2(b), um den Rollenhalter 6 in Richtung auf eine Vorverlegung des Einspritzbeginns zu be­ wegen. Die Bewegung des Hebels 18 im Gegenuhrzeigersinn hat zur Folge, daß der Stab 21 in Anlage an den Stopper 25 des Hebels 22 gerät, wodurch die Bewegung des Rollenhalters 6 in Richtung auf einen früheren Einspritzbeginn zum Stillstand kommt.

Da, wie bereits oben gesagt, das wärmeempfindliche Material 12 A stets der Kraft der Feder 24 ausgesetzt ist, entspricht die Position des freien Endes des bewegbaren Bauteils 12 B der Umgebungstemperatur mit dem Ergebnis, daß jederzeit zuverläs­ sig der Einspritzbeginn in Abhängigkeit von der Umgebungs­ temperatur eingestellt wird.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung sind die Feder 20 zur Vorverlegung des Einspritzbeginns und die Feder 24 zum Beauf­ schlagen des wärmeempfindlichen Materials 12 A jederzeit von­ einander getrennt. Die Feder 20 braucht nur eine minimale Kraft auf den Rollenhalter 6 auszuüben, um diesen bei laufen­ der Brennkraftmaschine zu drehen. Die Feder 24 braucht nur die Kraft hervorzurufen, die erforderlich ist, daß das wärme­ empfindliche Material 12 A sich stabil entsprechend der Umge­ bungstemperatur zusammenzieht oder ausdehnt. Daher kann die auf das wärmeempfindliche Material während des Betriebs der Brennkraftmaschine aufgebrachte Kraft die minimal erforder­ liche Größe haben, wodurch das wärmeempfindliche Material über einen langen Zeitraum mit höchster Zuverlässigkeit nutzbar bleibt.

Das wärmeempfindliche Material ist auch dann einer stabilen Kraft ausgesetzt, wenn die Brennkraftmaschine stillsteht, mit dem Ergebnis, daß dann beim Starten jederzeit zuverlässig der Kraftstoffeinspritzbeginn der Umgebungstemperatur ent­ spricht.

Claims (3)

1. Einspritzbeginn-Verstellvorrichtung für eine Kraftstoff­ einspritzpumpe der Verteilungsbauart für Brennkraftmaschinen, mit einem Pumpengehäuse, einer Antriebswelle, die drehbar in dem Pumpengehäuse gelagert ist, einem Kolben, der mit der Antriebswelle gekoppelt und drehbar sowie hin- und herbeweg­ bar ist, um unter Druck stehenden Kraftstoff den Zylindern der Brennkraftmaschine zuzuführen, einer Einspritzzeit-Steu­ ereinrichtung, die zwischen der Antriebswelle und dem Kolben angeordnet ist, um den Zeitpunkt der axialen Bewegung des Kolbens zu steuern, einer Welle, die sich durch das Pumpenge­ häuse erstreckt und in diesem gelagert ist, einer Eingriffs­ einrichtung, die an einem Abschnitt der Welle innerhalb des Pumpengehäuses befestigt ist, um an der Einspritzzeit-Steuer­ einrichtung anzugreifen, einem ersten Hebel, der an einem Ab­ schnitt der Welle außerhalb des Pumpengehäuses befestigt ist und auf den eine erste Feder so einwirkt, daß er die Ein­ spritzzeit-Steuereinrichtung normalerweise in eine die Ein­ spritzzeit vorstellende Richtung drückt, einem zweiten Hebel und ferner mit einem wärmeempfindlichen Material, das ent­ sprechend der Umgebungstemperatur zusammenziehbar und aus­ dehnbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hebel (22) lose auf die Welle (2) aufgesetzt ist und daß eine zweite Feder (24) auf den zweiten Hebel (22) so einwirkt, daß dieser in eine Richtung beaufschlagt wird, in der er einen Druck auf das wärmeempfindiche Material (12 A) ausübt, wobei der zweite Hebel (22) als Stopper dient, um die Winkellage des ersten Hebels (18) zu begrenzen.

2. Einspritzbeginn-Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopper (25) ein an dem zweiten Hebel (22) befestigtes Bauteil ist.

3. Einspritzbeginn-Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeempfindliche Material (12 A) aus Wachskugeln besteht.