DE3817554C2

DE3817554C2 -

Info

Publication number: DE3817554C2
Application number: DE19883817554
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. Ddr 9200 Freiberg Dd Matthees
Original assignee: VEB BARKAS-WERKE DDR 9040 KARL-MARX-STADT DD
Current assignee: BARKAS-GMBH, O-9040 CHEMNITZ, DE
Priority date: 1987-06-01
Filing date: 1988-05-24
Publication date: 1989-07-20
Also published as: DE3817554A1; GB2205628A; GB2205628B; DD270837A3; GB8812939D0

Description

Die Erfindung betrifft hydraulisch steuerbare Spritzversteller für Einspritzpumpen von Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, mit zwischen Antriebs- und Abtriebs seite angeordneten, aus Verstell- und Ausgleichsexzenter be stehenden Verstellgetrieben, wobei ein in jedem der Verstellexzenter gelagerter Stellbolzen jeweils mit einem gegen eine Rückstellkraft durch Hydraulikmittel beaufschlagbaren Stellkolben in Eingriff ist und diese den Verstellexzentern zugeordneten Stellkolben radial gerichtet in einem gegenüber der Antriebs- bzw. Abtriebsseite schwenkbaren Kolbenträger gelagert sind. Derartige Spritzversteller sind zwischen Antrieb und Nockenwelle der Einspritzpumpe angeordnet und stellen Winkelverstellkupplungen dar, die durch motorparameterabhängige Hydrauliksteuerungen betätigt werden.

Vorbekannt ist es durch die DE-OS 28 26 800, einen Spritzversteller mit Fliehgewichten und Rückstellfedern zusätzlich mit einer parallel geschalteten, hydraulischen Stellanordnung gemäß der eingangs beschriebenen Gattung auszustatten. Bei dieser Ausführung greifen sowohl die Fliehgewichte als auch die Stellkolben direkt am Verstellbolzen des Verstellexzenters an. Durch die Rückstellfedern in dieser Bauart kann ebenfalls nur eine P-Reglercharakteristik erreicht werden.

Die vorbeschriebene Spritzverstellerkonstruktion erfordert einen vom Verstellwinkel abhängigen Steuerdruck, dessen Höhe eingeregelt werden muß. Dieser Nachteil ergibt sich durch die Rückstellfedern, denen wegabhängig mit höherem oder geringerem Steuerdruck entgegengewirkt werden muß.

Durch die DE-PS 10 22 419 sind Verstellgetriebe für Winkelverstellkupplungen mit ineinander angeordneten Verstell- und Ausgleichsexzenter vorbekannt.

Weiterhin ist durch die DE-PS 26 49 986 vorbekannt, in Spritzverstellern radial angeordnete, jedoch von außen beaufschlagte Kolben vorzusehen, die mit nach innen wir kenden Keilflächen den Winkelabstand zwischen Antriebs- und Abtriebselement bestimmen.

Hydraulisch steuerbare Spritzversteller mit beidseitig be aufschlagtem Stellkolben und I-Reglercharakteristik sind ebenfalls vorbekannt durch die DE-OS 29 35 117. Es werden jedoch jeweils andere mechanische Verstellgetriebe angewandt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Spritzversteller der eingangs genannten Gattung mit I-Reglercharakteristik und spielarmer Kraftübertragung zu schaffen. Dabei soll eine Standardisierung des Verstellgetriebes für Fliehkraft- und Hydraulikspritzversteller möglich sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Stellkolben beidseits getrennt beaufschlagbar sind. Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ein klemmfreier Eingriff läßt sich vorteilhaft realisieren, wenn die Stellkolben zwischen Verstellexzenter und Stellkolben mit einer balligen Kontur vorzugsweise in die Stellkolben eingreifen.

Günstige Montageverhältnisse ergeben sich dadurch, daß der Kolbenträger im Antriebselement schwenkbar gelagert und vermittels ihn durchdringender Abstandshalterung am Antriebs element axial geführt ist.

Endanschläge lassen sich funktionell und einfach realisieren, indem die Aussparungen im Kolbenträger für die Stellbolzen mit ihren Endkonturen als Anschläge ausgebildet sind. Eine vorteilhafte Gesamteinheit für den erfindungsgemäßen Spritzversteller ergibt sich dadurch, daß ein eine Druckmittelübertragungseinheit führender Deckel ein Dreistellungsventil und dessen Elektromagneten, vorzugsweise quer zur Deckelachse angeordnet, aufweisen.

Zweckmäßig können zur Sicherung einer bestimmten Einstellung des Spritzverstellers bei drucklosem Zustand die Stellkolben vermittels Federn in einer entsprechenden, bestimmten Lage gehalten sein.

Anhand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Spritzversteller im Schnitt,

Fig. 2 ein Schema der elektronisch-hydraulischen Steuerung des erfindungsgemäßen Spritzverstellers,

Fig. 3 einen Deckel am Gehäuse, der ein 3-Stellungsventil mit Elektromagneten enthält.

Ausgehend von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors wird das Antriebselement 1 des Spritzverstellers über einen Zahn-, Ketten- oder Zahnriementrieb angetrieben. Am Antriebs element 1 sind Verstellexzenter 2 an ihrem Außendurchmesser gelagert, während Ausgleichsexzenter 3 um ihren Außendurchmesser im Verstellexzenter 2 geführt und exzentrisch auf dem im Antriebsflansch 4 festsitzenden Bolzen gelagert sind. Das Antriebselement 1 ist dabei begrenzt drehbar auf dem mit der Nockenwelle 5 der Einspritzpumpe (nicht gezeigt) verschraubten Abtriebsflansch 4 gelagert und vermittels eines Begrenzungsringes 7 axial auf dem Abtriebsflansch 4 geführt verschraubt. Hierzu reichen Schrauben durch Kreisbogenschlitze im Abtriebsflansch 4 vom Begrenzungsring 7 zum Antriebselement 1 (nicht dargestellt).

Ein Kolbenträger 6 ist im Antriebselement 1 über eine Führung 8 drehbar gelagert und begrenzt drehbeweglich axial am Antriebselement 1 gehalten. Für die axiale Halterung durchdringen mit Distanzbuchsen versehene Schrauben in Kreis bogenschlitzen den Kolbenträger 6 und sind im Antriebselement 1 verschraubt (nicht dargestellt).

Der Kolbenträger 6 weist in einer radial durchgehenden Boh rung dichtende, jedoch schiebbare Stellkolben 9 auf, die über einen inneren Druckraum 10 und äußere Druckräume 11 beauf schlagbar sind. Der Außendurchmesser des Kolbenträgers 6 ist so gestaltet, daß er sich nur im Bereich der durchgehenden Bohrung für die Stellkolben 9 bis zum Außendurchmesser des Antriebselementes 1 erstreckt. Damit ist bei Montage des Spritzverstellers im Nebenantrieb des Motors ein Einspuren in das Gegenzahnrad gesichert.

In die vorzugsweise mittige Querbohrung 12 des Stellkolbens 9 greift jeweils ein Stellbolzen 13 der Verstellexzenter 2 mit seiner balligen Kontur 14 spielarm ein. Dabei durchdringen die Stellbolzen 13 jeweils im Bereich entsprechender radial gerichteter Aussparungen 15 den Kolbenträger 6. Die Außen kontur der jeweiligen Aussparung 15 bildet dabei zugleich den Anschlag für die Endlage des zugehörigen Stellkolbens 9 bei Anlage des Stellbolzens 13.

Über einen mittigen Kanal 100 ist der innere Druckraum 10 und über radiale Kanäle 111 und Umfangskanäle 110 sind die äußeren Druckräume 11 beaufschlagbar und entlastbar. Die Kanäle 100, 110 führen zu einer Druckmittel-Übertragungs einheit 16, die die Kanäle im umlaufenden Spritzversteller mit Druckanschlüssen 101 und 112 am Deckel 18 des Gehäuses 17 des Spritz verstellers verbindet.

In Fig. 2 sind die Verbindungen der Druckanschlüsse 101 und 112 am Deckel 18 des Gehäuses 17, die den Zufluß und Abfluß einerseits zum inneren Druckraum 10 und andererseits zu den äußeren Druckräumen 11 bewirken, mit einem durch zwei Elektromagnete gesteuerten 3-Stellungsventil 20 gezeigt, das beispielsweise am Schmierölkreislauf 30 des Verbrennungs motors druck- und rücklaufseitig R angeschlossen ist und dessen Elektromagnete 21, 22 von einem Steuergerät 40 ge schaltet werden.

- Bei nicht eingeschalteten Elektromagneten 21, 22 sind die Druckräume 10 und 11 geschlossen, die Stellkolben 9 sind damit in ihrer jeweiligen Stellung hydraulisch blockiert.
- Bei geschaltetem Elektromagnet 21 ist der innere Druck raum 10 vom Schmierölkreislaufdruck beaufschlagt und die äußeren Druckräume 11 zum Rücklauf hin entlastbar. Die Stellkolben 9 bewegen sich nach außen und verdrehen über die Stellbolzen 13 die Verstellexzenter 2 entsprechend.
- Bei geschaltetem Elektromagnet 22 sind die äußeren Druckräume 11 vom Schmierölkreislaufdruck beaufschlagt und der innere Druckraum 10 zum Rücklauf hin entlastbar. Die Stellkolben 9 bewegen sich nach innen und verdrehen über die Stellkolben 13 die Verstellexzenter 2 entgegen der vorher beschriebenen Bewegung nach innen.
- Bei Verstellvorgängen werden vom Kolbenträger 6 aus gleichende Schwenkbewegungen relativ zum Antriebselement 1 ausgeführt.

In Fig. 3 ist der Deckel 18 mit eingebautem Dreistellungsventil 20 und den zugehörigen Elektromagneten 21, 22 dargestellt. Diese Lösung ergibt folgende Vorteile:

- Geringe Volumen der Steuerkanäle zwischen Dreistellungs ventil 20 und den Druckräumen 10 und 11 an den Stell kolben 9; damit ergeben sich geringe Ansprechzeiten.
- Günstige Anordnung am Gehäuse mit nur einem Druckleitungs anschluß 31, wobei der Rücklauf aus den Druckräumen 10 und 11 über das Dreistellungsventil 20 direkt in das Gehäuse 17 geleitet wird.

Das Steuergerät 40 steuert je nachdem von einem internen Mikrorechner entsprechend den Motorparametern, z. B. von Last ϕ, Drehzahl n, Temperatur ϑ _FL, Verbrennungsdruck-Anstiegsgeschwindigkeit bzw. Verbrennungsspitzendruck α _F, vorgegebenen Soll-Verstellwinkelwert und dem über Drehwinkelsensoren am Antriebselement und Antriebsflansch ermittelten Ist-Verstell winkel die Elektromagnete 21 und 22 an. Auf diese Weise wird der Ist-Verstellwinkel des Spritzverstellers an den vom Mikrorechner ausgegebenen Soll-Verstellwinkel angeglichen. Denkbar ist es auch, die Stellkolben 9 vermittels Federn (nicht dargestellt) in einer bestimmten Lage bei unbeauf schlagtem Zustand zu halten. Hierzu sind Federn einerseits innen zwischen den Stellkolben 9 andererseits zwischen den Stellkolben 9 sowie dem Kolbenträger 6 in den äußeren Druckräumen angeordnet. Bei unbeaufschlagten Stellkolben 9 ist damit eine bestimmte Verstellungsausstellung erzielbar.

Claims

1. Hydraulisch steuerbarer Spritzversteller für Einspritz pumpen von Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, mit zwischen Antriebs- und Abtriebsseite angeordneten, aus Verstell- und Ausgleichsexzenter bestehenden Verstellgetrieben, wobei ein in jedem der Verstellexzenter gelagerter Stellbolzen jeweils mit einem gegen eine Rückstellkraft durch Hydraulikmittel beaufschlagbaren Stellkolben in Eingriff ist und diese den Verstellexzentern zugeordneten Stellkolben radial gerichtet in einem gegenüber der Antriebs- bzw. Abtriebsseite schwenkbaren Kolbenträger gelagert sind, gekennzeichnet dadurch, daß die Stellkolben (9) beid seits getrennt von Hydraulikmittel beaufschlagbar sind.

2. Spritzversteller nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Stellbolzen (13) zwischen Verstellexzenter (2) und Stellkolben (9) mit einer balligen Kontur, vorzugsweise in die Stellkolben (9), eingreifen.

3. Spritzversteller nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Kolbenträger (6) im Antriebselement (1) schwenkbar gelagert und vermittels ihn durchdringender Abstandshalterung am Antriebselement (1) axial geführt ist.

4. Spritzversteller nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß Aussparungen (15) im Kolbenträger (6) für die Stellbolzen (13) mit ihren End konturen als Anschläge ausgebildet sind.

5. Spritzversteller nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein eine Druckmittelüber tragungseinheit (16) führender Deckel (17) ein Dreistel lungsventil (20) und dessen Elektromagneten (21, 22), vorzugsweise quer zur Deckelachse angeordnet, aufweist.

6. Spritzversteller nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Stellkolben (9) vermittels Federn in einer bestimmten Lage bei unbeaufschlagtem Zustand gehalten sind.