DE3921244A1 - Foerderbeginnversteller fuer den kaltstart von brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor­ richtung gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patent­ ansprüche.

Förderbeginnversteller, die beim Kaltstart einer Brenn­ kraftmaschine den Förderbeginn in Richtung "Früh" verstel­ len, sind bekannt. Ein derartiger Förderbeginnversteller, der beispielsweise automatisch in Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur des Motors gesteuert wird, ist bei­ spielsweise aus der Firmenschrift: Bosch D 5/2, Verteiler­ einspritzpumpe, Typ VE, Ausgabe 1981, Seite 20 bekannt. Dieser Förderbeginnversteller ist mit den notwendigen An­ bauteilen zur Erfassung der Kühlwassertemperatur aufwendig und benötigt eine Vielzahl von Bauteilen und Leitungen, die das Kühlwasser dem Förderbeginnversteller zuleiten und wieder ableiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Förderbe­ ginnversteller für den Kaltstart einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, der unkompliziert aufgebaut ist und zu­ verlässig arbeitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen­ den Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Eine ent­ sprechend der Erfindung ausgebildete Kraftstoffeinspritz­ pumpe hat den Vorteil, daß der Förderbeginnversteller ein­ fach aufgebaut ist und sehr zuverlässig arbeitet. Das tem­ peraturabhängig arbeitende Memory-Element erfaßt zuverläs­ sig die jeweilige Umgebungstemperatur und bewirkt aufgrund seiner speziellen Eigenschaften eine Relativbewegung der Antriebsübertragungselemente der Kraftstoffeinspritzpumpe.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Memory-Element aus einer eine Längenänderung bewirkenden Legierung aufgebaut. Dabei tritt in einem engen Temperaturbereich über ca. 20°C eine Gefügeumwandlung der Legierung auf, die sich in einer Verkürzung des Memory-Elements im Bereich von 2% bis 5% äußert. Die Verkürzung tritt bei einer Erwärmung des Memory-Elementes auf, während sich bei einer Abkühlung das Element wieder verlängert. Bevorzugte Materialien für die Legierung des Memory-Elements sind NiTi, CuZnAl oder CuAlNi. Diese Legierungen bewirken bei niedrigen Tempera­ turen die Verlängerung des Memory-Elements.

ln Weiterbildung der Erfindung ist das Memory-Element ent­ weder als Dehnbolzen oder als Zug-Druckstab ausgebildet. Diese lassen sich dann in weiterer Fortbildung der Erfin­ dung vorteilhaft in einem Rollenstößel oder einem Ein­ spritzpumpenantriebsrad einbauen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele beschrieben sind.

Es zeigen

Fig. 1 ein Einspritzpumpenantriebsrad mit als Dehn­ bolzen ausgebildetem Förderbeginnversteller,

Fig. 2 eine Detailvariante von Fig. 1,

Fig. 3 eine Einspritzpumpenantriebsrad mit einem als Zug-Druckstab ausgebildeten Memory- Element,

Fig. 4 einen Schnitt durch Fig. 3 und

Fig. 5 einen Rollenstößel mit einem Memory-Element als förderbeginnverstellendes Übertragungs­ element.

Das Einspritzpumpenantriebsrad nach Fig. 1 weist im we­ sentlichen ein Nabenteil 1, einen Zahnkranz 2, einen Dehn­ bolzen 3 und eine Druckfeder 4 auf. Der Zahnkranz 2 wird in der durch den Pfeil 5 dargestellten Drehrichtung über ein entsprechendes Getriebe von der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine angetrieben. In den Zahnkranz 2 ist ein Nabenteil 1 eingesetzt, das mit einer Nockenwelle 6 der Einspritzpumpe drehfest verbunden ist. Das Nabenteil 1 ist drehbar in dem Zahnkranz 2 eingesetzt, wobei die mögliche Verdrehung von dem Dehnbolzen 3 bestimmt wird. Der Dehn­ bolzen 3 ist in Abstandshülsen 7, 8 eingesetzt, die wiederum in Bohrungen 9, 10 in dem Nabenteil 1 und in dem Zahnkranz 2 eingesetzt sind. Der Dehnbolzen 3 verkürzt sich bei einer Erwärmung soweit, daß der bei kaltem Be­ triebszustand der Brennkraftmaschine zwischen den Ab­ standshülsen 7, 8 bestehende Spalt 11 verschwindet und die beiden Abstandshülsen 7, 8 aufeinanderstoßen. Wird der Zahnkranz 2 in Richtung des Pfeils 5 angetrieben, über­ trägt der Dehnbolzen 3 über die Abstandshülsen 7, 8 die Drehbewegung auf das Nabenteil 1. Dabei wird der Dehnbol­ zen 3 auf Druck beansprucht bzw. belastet, so daß in Folge von Temperaturänderungen sich einstellende Längenänderungen des Dehnbolzens 3 direkt eine Verdrehung des Nabenteils 1 gegenüber dem Zahnkranz 2 bewirken. Die Bohrungen 9, 10 weiten sich zu ihren Mündungen jeweils soweit auf, daß die durch die Längenänderung des Dehnbolzens 3 bewirkte Ver­ drehung des Nabenteils 1 gegenüber dem Zahnkranz 2 ohne Scherbeanspruchung der Abstandshülsen 7, 8 bzw. des Dehn­ bolzens 3 vollziehbar ist. Die Abstützung des Nabenteils 1 gegenüber dem Zahnkranz 2 in Gegendrehrichtung erfolgt über eine Druckfeder 4, die dem Dehnbolzen 3 - bezogen auf die Nockenwelle - gegenüberliegend in entsprechenden Boh­ rungen des Nabenteils 1 und des Zahnkranzes 2 eingesetzt ist. Die Druckfeder 4 bewirkt folglich, daß immer eine Druckkraft von dem Zahnkranz 2 über den Dehnbolzen 3 und die Abstandshülsen 7, 8 auf das Nabenteil 1 bzw. umgekehrt ausgeübt wird. Die Abstützung des Nabenteils 1 gegenüber dem Zahnkranz 2 in Gegendrehrichtung über die Druckfeder 4 stellt eine kostengünstige Lösung dar, die beispielsweise bei höheren Anforderungen gemäß Fig. 2 durch ein hydrau­ lisches Stößel ersetzt werden kann. Der Hydraulische Stö­ ßel 12 wird über Bohrungen 13, 13′, 13′′, die in die Nockenwelle 6 und das Nabenteil 1 eingearbeitet sind, mit Druckflüssigkeit, beispielsweise Öl versorgt. Die Druck­ flüssigkeit gelangt über ein Rückschlagventil 14 in den Arbeitsraum 15 und schiebt einen Hydraulikkolben 16 aus einem Zylinder 17 des hydraulischen Stößels heraus. Dabei wird der Hydraulikkolben 16 aber nur soweit aus dem Zylin­ der 17 ausgefahren, bis er an einen in den Zahnkranz 2 eingelassenen drehbeweglichen Anschlag 18 anstößt. Die Verwendung des hydraulischen Stößels 12 ermöglicht eine nahezu spielfreie Verspannung des Nabenteils 1 mit dem Zahnkranz 2. Die bei Verlängerung des Dehnbolzens 3 not­ wendige Verkürzung des hydraulischen Stößels 12 ergibt sich über die Leckage des hydraulischen Stößels.

Bei der Ausbildung nach Fig. 3 sind das Nabenteil 1 und der Zahnkranz 2 über einen Zug-Druckstab 19 miteinander fest verbunden. Der Zug-Druckstab 19 ist als Pleuelstange ausgebildet und mittels Bolzen 20, 21 (Fig. 4) mit dem Na­ benteil 1 und dem Zahnkranz 2 verbunden. Auch hier bewirkt eine Temperaturänderung eine Längenänderung des Zug-Druck­ stabes und diese wiederum eine Verdrehung des Nabenteils 1 gegenüber dem Zahnkranz 2.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist ein Dehnbol­ zen 3′ in einem Rollenstößel 22 eingesetzt. Der Rollenstö­ ßel 22 wird von einer Nockenwelle 6′ in einem Führungsteil axial bewegt und bewegt einen Plunger 23 - oder ein son­ stiges Übertragungselement bei anderen Ausführungsformen der Einspritzpumpe - eines Pumpenelementes 24. Das Pumpen­ element 24 kann ein Einzelpumpenelement, das direkt in das Gehäuse einer Brennkraftmaschine eingesetzt ist, oder aber auch Element einer Reiheneinspritzpumpe sein. Der Rollen­ stößel 22 weist einen Rollenträger 25 auf, der eine auf der Nockenwelle 6′ abrollende Rolle 26 trägt. Gegenüber­ liegend der Rolle 26 stützt sich an dem Rollenträger 25 der Dehnbolzen 3′ ab und überträgt eine von der Nockenwel­ le 6′ auf den Rollenträger 25 ausgeübte Kraft bzw. Bewe­ gung auf einen Plungerträger 27. Eine Temperaturänderung bewirkt auch hier eine Längenänderung des Dehnbolzens 3′ und entsprechend eine Verstellung des Förderbeginns des Pumpenelements 24.

Für alle Ausführungsformen gilt, daß als Dehnbolzen 3, 3′ und Zug-Druckstab 19 ein Memory-Element beispielsweise aus einer Legierung mit NiTi, CuZnAl oder CuAlNi verwendet wird. Derartige Memory-Elemente sind so herstellbar, daß in einem vorbestimmbaren Temperaturbereich bei Erwärmung des Memory-Elementes eine Verkürzung um 2 bis 5% entspre­ chend beispielsweise einer maximalen Verkürzung von 1 mm eintritt. Diese Verkürzung bewirkt dann beispielsweise über die Verdrehung der Antriebsübertragungselemente gemäß den Fig. 1 bis 4 die Förderbeginnverstellung.

Für eine Zuführung der jeweiligen Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine an das Memory-Element brauchen keiner­ lei gesonderte Vorrichtungen vorgesehen werden, da in dem Förderbeginnversteller bei entsprechender Plazierung an der Brennkraftmaschine immer die aktuellen Brennkraftma­ schinentemperaturen herrschen.

Claims (8)

1. Verfahren zum Verstellen des Förderbeginns einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, wobei der Förderbeginn zumindest beim Kaltstart der Brennkraft­ maschine in Richtung "Früh" verstellbar ist, und wobei die Frühverstellung zumindest temperaturabhängig gesteuert während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine zurück­ nehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderbeginnverstellung im Antriebsteil der Kraftstoffeinspritzpumpe von zumindest einem Bauteil vorgenommen wird, das aus einer Legierung mit Erinnerungsvermögen (Memory-Element) aufgebaut ist.

2. Förderbeginnversteller für eine Einspritzpumpe ei­ ner Brennkraftmaschine , wobei der Förderbeginn zumindest beim Kaltstart der Brennkraftmaschine in Richtung "Früh" verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Memory-Element im An­ triebsteil der Kraftstoffeinspritzpumpe eingesetzt ist und eine Relativbewegung von Antriebsübertragungselementen zu­ einander bewirkt.

3. Förderbeginnversteller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Memory-Element aus einer eine Längenänderung bewirkenden Legierung aufgebaut ist.

4. Förderbeginnversteller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung eine NiTi-, CuZnAl- oder CuAlNi-Legierung ist.

5. Förderbeginnversteller nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Memory-Element ein Dehn­ bolzen (3, 3′) ist.

6. Förderbeginnversteller nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Memory-Element ein Zug- Druckstab (19) ist.

7. Förderbeginnversteller nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das als Einspritzpumpenan­ triebsrad ausgebildete Antriebsübertragungselement einen Nabenteil (1) und einen relativ zu dem Nabenteil (1) ver­ drehbaren Zahnkranz (2) aufweist, wobei das Memory-Element den Nabenteil (1) mit dem Zahnkranz (2) verbindet.

8. Förderbeginnversteller nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das als Rollenstößel (22) aus­ gebildete Antriebsübertragungselement einen Rollenträger (25) und einen axial zu dem Rollenträger (25) verschiebba­ ren Plungerträger (27) aufweist, wobei das Memory-Element den Rollenträger (25) mit dem Plungerträger (27) verbindet.