DE4040931A1

DE4040931A1 - Hydraulic controllable delivery start adjuster for injection pump of IC engine - has drive shaft arranged in housing, driven shaft and adjusting unit to connect drive shaft and driven shaft which includes at least one displaceable piston

Info

Publication number: DE4040931A1
Application number: DE19904040931
Authority: DE
Inventors: Miroslav Dipl Ing Vrba
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1990-12-20
Filing date: 1990-12-20
Publication date: 1992-06-25

Abstract

The at least one piston is displaceable by a hydraulic fluid. The piston is designed as a sickle shaped swivelling piston (16a,16b) and at one sickle end has two lever arms (18aa,18ab,18ba,18bb), whereby at least respectively one lever arm (18aa,18ab) works in conjunction with the drive unit and one lever arm (18ba,18bb) works in conjunction with the driven unit. An operation of the pressure regulating valve (28) can result e.g. across a central motor electronic circuit. Hydraulic fluid in the bore (13) and in the swivel piston working chamber (15) arrives from the pressure regulating valve (28), which stands under pressure and not controlled across the hydraulic fluid outlet. The swivel piston (16a,16b) is acted upon by centrifugal force and a hydraulic force. USE/ADVANTAGE - Hydraulic controllable centrifugal force delivery start adjuster. Gives adjusting and matching possibilities in different IC engine injection systems and conditions. Can be easily altered taking account of spring loading also displacement to give basic setting.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulisch steuerbaren För derbeginnversteller gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a hydraulically controllable För the beginning adjuster according to the preamble of the claim 1.

Aus Anspruch 1 der DE 34 18 321 ist ein Förderbeginnver steller bekannt, bei dem eine Antriebswelle gegenüber einer Abtriebswelle von einem mit einer Hydraulikflüssig keit beaufschlagbaren Kolben über eine Schrägverzahnung verstellbar ist. Nachteilig an diesem mit einem Hubkolben arbeitenden Förderbeginnversteller ist der Bauaufwand und der große erforderliche Bauraum. Bei der Schrägverzahnung tritt im Betrieb eine schnelle Abnutzung der spezifisch hochbelasteten Zahnflanken durch ungleichen Trag sowie durch Änderung des Reibungswinkels - vor allem als Hyste rese im Verstellverlauf - auf.From claim 1 of DE 34 18 321 is a Förderbeginnver known actuator in which a drive shaft opposite an output shaft from one with a hydraulic fluid Piston can be acted upon via helical teeth is adjustable. A disadvantage of this with a reciprocating piston working start of funding is the construction effort and the large installation space required. With helical teeth rapid wear occurs during operation of the specific highly stressed tooth flanks due to uneven load as well by changing the angle of friction - especially as a hyster rese in the course of adjustment - on.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Förderbe ginnversteller bereitzustellen, der diese Nachteile ver meidet, baulich einfach aufgebaut und an vorhandenen Ein spritzpumpen integrierbar ist.The invention has for its object a Förderbe to provide ginnversteller who ver these disadvantages avoids, structurally simple structure and existing existing injection pumps can be integrated.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kolben als sichelförmiger Schwenkkolben ausgebildet ist und an einem Sichelende zwei Hebelarme aufweist, wobei ein Hebelarm mit der Antriebseinheit und der zweite Hebelarm mit der Abtriebseinheit zusammenwirkt. Die Ausbildung des Kolbens als sichelförmiger Schwenkkolben bewirkt eine Re duzierung des Platzbedarfs gegenüber einem bekannten Hub kolben bei vergleichbaren Stellkräften. Zusammen mit den Hebelarmen wird eine verschleiß- und störunanfällige Ver stelleinrichtung angegeben, die zudem eine geringere An zahl von relativ kostengünstig herstellbaren Bauteilen als bei bekannten Hubkolbensystemen aufweist.This object is achieved in that the Piston is designed as a crescent-shaped pivoting piston and has two lever arms on one sickle end, one Lever arm with the drive unit and the second lever arm cooperates with the output unit. Training the Piston as a crescent-shaped swinging piston causes a re reduction in space requirements compared to a known hub piston at comparable actuating forces. Together with the Lever arms become a wear and failure-prone Ver setting device specified, which is also a lower on number of relatively inexpensive to manufacture components as in known reciprocating systems.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Schwenkkolben gleichzeitig von einer Fliehkraft und von einer Hydraulik kraft beaufschlagbar. Dies ist durch die radial-symmetri sche Anordnung des beziehungsweise der Schwenkkolben zu der Drehachse der Antriebswelle und der Abtriebswelle ge währleistet. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit für eine sinnvolle Auslegung der Größe von der wirksamen Schwenk kolbenmasse sowie des Hydraulik-Druckverlaufes mit der Konsequenz, die Relation zwischen den Massen-, Feder- und Hydraulikkräften zur Gewährung eines drehzahl- und last stabilen Verstellvorganges zu optimieren. Weiterhin ist durch diese Ausbildung eine auch in Störfällen noch mit zumindest einer Grundverstellung arbeitender Förderbeginn versteller geschaffen, da die Schwenkkolben bei Ausfall des Hydrauliksystems immer noch von der Fliehkraft beauf schlagt und verstellt werden.In a development of the invention, the swing piston centrifugal force and hydraulics at the same time loadable. This is due to the radial symmetry cal arrangement of the or the swivel piston the axis of rotation of the drive shaft and the output shaft ge ensures. This creates the possibility for one sensible interpretation of the size of the effective pan piston mass and the hydraulic pressure curve with the Consequence, the relationship between the mass, spring and Hydraulic forces to grant a speed and load optimize the stable adjustment process. Furthermore is through this training, even in the event of an accident at least one basic adjustment working funding start adjuster created because the swivel piston in case of failure of the hydraulic system still from centrifugal force strikes and be adjusted.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, die Schwenkkolben gegen die Kraft einer Feder zu verstellen. Dabei ist weiterhin vorgesehen, die Federvorspannung durch eine Einstellschraube zu regulieren. Damit kann die Grund einstellung des Förderbeginnverstellers, unter Berücksich tigung der Federrate auch der Verstellverlauf, einfach verändert werden, so daß durch das Zusammenwirken der Ver stellkräfte (Fliehkraft, Federkraft und Hydraulikkraft) weite Einstellmöglichkeiten und Anpaßungsmöglichkeiten an verschiedenste Einspritzsysteme und -bedingungen möglich sind. In a further development of the invention it is provided that Swing piston against the force of a spring. It is also provided that the spring preload to regulate an adjusting screw. With that, the reason setting of the funding start adjuster, under consideration adjustment of the spring rate also the adjustment process, simple be changed so that by the interaction of Ver actuating forces (centrifugal force, spring force and hydraulic force) wide setting options and customization options Various injection systems and conditions possible are.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Schwenk kolben in axialer und radialer Richtung durch Dichtleisten beziehungsweise Dichtstreifen gegenüber dem Gehäuse abge dichtet. Ein derartiges Dichtsystem bietet ähnlich wie bei Kreiskolbenmaschinen eine zuverlässige Abdichtung der re lativ zueinander bewegten Bauteile.In a further embodiment of the invention, the swivel pistons in the axial and radial direction through sealing strips or sealing strips against the housing seals. Such a sealing system offers similar to Rotary piston machines a reliable seal of the right components moving relative to each other.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Hebelarme in mit je einer äußeren Axialnut versehenen Zylindern gelagert, die in entsprechende Zylinderbuchsen der Antriebseinheit und Abtriebseinheit eingreifen. Dadurch werden die von den Verstellkräften hervorgerufenen Belastungen der Bauteile gering gehalten und gleichzeitig eine reibungsarme Kraft übertragung ermöglicht.In a development of the invention, the lever arms are in with cylinders each provided with an outer axial groove, in the corresponding cylinder liners of the drive unit and engage output unit. As a result, those of the Loads on the components caused by adjusting forces kept low and at the same time a low-friction force transmission enabled.

Durch die in Weiterbildung vorgesehene Integration einer Flügenzellenpumpe in das Gehäuse des Förderbeginnverstel lers wird zusammen mit dem weiterhin in das Gehäuse einge setzte Hydraulik-Druckregelventil eine integrierte Lösung für den Förderbeginnversteller angegeben, bei dem sämtli che benötigten Nebenaggregate und Regelaggregate platzspa rend in den Förderbeginnversteller integriert sind. Darü ber hinaus ist eine elektronische Ansteuerung der genann ten Aggregate möglich.Through the integration of a Fly cell pump in the housing of the delivery start adjuster lers is still inserted into the housing together with the hydraulic pressure control valve put an integrated solution specified for the funding start adjuster, at which all required auxiliary units and control units space-saving are integrated into the funding start adjuster. That In addition, an electronic control is called units possible.

Weiterbildungen der Erfindung sind der folgenden Zeich nungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher be schrieben ist.Developments of the invention are the following drawing tion description can be seen in the one in the figures illustrated embodiment of the invention be closer is written.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Förderbeginnversteller, Fig. 1 shows a longitudinal section through the Förderbeginnversteller,

Fig. 2 einen Querschnitt A-B gemäß Fig. 1 und Fig. 2 shows a cross section AB of FIG. 1 and

Fig. 3 einen Querschnitt C-D gemäß Fig. 1. Fig. 3 is a cross-sectional CD of FIG. 1.

Der Förderbeginnversteller, der sich zum direkten Anbau an die Einspritzpumpe einer selbstzündenden Brennkraftmaschi ne eignet, weist ein zweiteiliges Gehäuse 1, 1a auf, das in geeigneter Weise an der Einspritzpumpe oder anderen feststehenden Brennkraftmaschinenteilen befestigbar ist. Die beiden Gehäuseteile sind durch eine Dichtung 2 zur Um gebung abgedichtet. In dem Gehäuse 1 ist eine Antriebswel le 3 und im Gehäuseteil 1a eine Abtriebswelle 4 gelagert. Die Antriebswelle 3 ist dabei in einem Gleitlager 5 gela gert und durch einen Radialdichtring 6 zur Umgebung abge dichtet. Die Abtriebswelle 4 weist eine Kugellagerung 7 auf. Das antriebsseitige Wellenende von der Antriebswelle 3 ist mit einem Konus 8 versehen, auf den ein Antriebs zahnrad gegen verdrehgesichert aufschiebbar und mit einer auf einen anschließenden Gewindeabschnitt 9 aufgedrehten Mutter festlegbar ist. Die Abtriebswelle 4 weist in dem aus dem Gehäuse 1 hinausragenden Bereich ein Keilprofil 10 auf, das gegebenenfalls direkt mit der Einspritzpumpe ver bindbar ist. In die Abtriebswelle 4 ist weiterhin eine Bohrung 13 eingearbeitet, durch die das Hydraulikfluid, beispielsweise Kraftstoff oder Schmieröl zu einer Quer bohrung 14 gelangt, die in einen Schwenkkolbenarbeitsraum 15 (Fig. 2) mündet. Die Bohrung 13 ist zur Umgebung durch einen Stopfen 11 verschlossen. Die Schwenkkolben-Arbeits räume 15 sind in axialer Richtung über Dichtleisten 17ab, 17ac, 17bb, 17bc sowie mit den Dichtstreifen 17aa, 17ba und radial durch die Dichtleisten 17ad und 17bd gegenüber Absteuerrräumen 19 abgedichtet. Darüber hinaus sind die Schwenkkolben 16a, 16b (Fig. 2) sichelförmig ausgebildet und weisen jeweils an einem Sichelende Hebelarme 18aa, 18ab, 18ba, 18bb auf. The delivery start adjuster, which is suitable for direct attachment to the injection pump of a self-igniting internal combustion engine, has a two-part housing 1 , 1 a, which can be fastened in a suitable manner to the injection pump or other fixed internal combustion engine parts. The two housing parts are sealed by a seal 2 for order. In the housing 1 a Antriebswel le 3 and an output shaft 4 is mounted in the housing part 1 a. The drive shaft 3 is gela in a slide bearing 5 and seals abge through a radial sealing ring 6 to the environment. The output shaft 4 has a ball bearing 7 . The drive-side shaft end of the drive shaft 3 is provided with a cone 8 , on which a drive gear can be pushed against rotation and secured with a screwed on a subsequent threaded portion 9 nut. The output shaft 4 has a wedge profile 10 in the area protruding from the housing 1 , which can optionally be connected directly to the injection pump. In the output shaft 4 , a bore 13 is also incorporated through which the hydraulic fluid, for example fuel or lubricating oil, reaches a transverse bore 14 which opens into a pivoting piston working space 15 ( FIG. 2). The bore 13 is closed to the environment by a plug 11 . The pivoting piston working spaces 15 are sealed in the axial direction via sealing strips 17 , 17 ac, 17 bb, 17 bc and with the sealing strips 17 aa, 17 ba and radially through the sealing strips 17 ad and 17 bd against control chambers 19 . In addition, the pivoting pistons 16 a, 16 b ( FIG. 2) are sickle-shaped and each have lever arms 18 aa, 18 , 18 ba, 18 bb on one sickle end.

Die Hebelarme 18aa, 18ab, 18ba, 18bb sind jeweils in mit einer Axialnut versehenen Zylindern 20aa, 20ab, 20ba, 20bb gelagert. Dabei ist der Zylinder 20ab wiederrum in einer entsprechenden, teilzylinderförmigen Ausnehmung 21ab gela gert, die in einen Fortsatz der Abtriebswelle 4 eingear beitet ist, während der Zylinder 20aa in einer in das den Schwenkkolbenraum 19 umfassende Gehäuse eingearbeiteten teilzylinderförmigen Ausnehmung 21aa gelagert ist. Die Schwenkkolben 16a, 16b werden mit zunehmender Drehzahl ge gen die Kraft von Federn 22a, 22b radial um den durch die Zylinderbuchsen 21aa, 21ab, 21ba, 21bb gebildeten Schwenk punkt verstellt. Die gleiche Schwenkbewegung ergibt sich selbstverständlich bei Beaufschlagung des Schwenkkolbenar beitsraumes 15 durch ein Hydraulikfluid. Die Vorspannung der Federn 22a, 22b ist durch je eine Einstellschraube 23a, 23b verstellbar. Die Einstellschrauben 23a, 23b sind nach Abnahme von einer Verschlußschraube 24 problemlos von dem Gehäuseäußeren erreichbar. Wie schon zuvor ausgeführt wurde, verschwenken die Schwenkkolben 16a, 16b mit den He belarmen 18aa, 18ba in den teilzylindrisch ausgeführten Lagerungen 21aa, 21 ab. Dadurch werden die gegenüberliegen den Hebelarme 18ba, 18bb relativ zu den Lagerungen 21aa, 21ab verdreht und bewirken somit ein Drehmoment (Verstell drehmoment) gegenüber der Abtriebswelle 4.The lever arms 18 aa, 18 ab, 18 ba, 18 bb are each mounted in cylinders 20 aa, 20 ab, 20 ba, 20 bb provided with an axial groove. The cylinder 20 is in turn in a corresponding, part-cylindrical recess 21 from gela gert, which is machined into an extension of the output shaft 4 , while the cylinder 20 aa is mounted in a part-cylindrical recess 21 aa machined into the housing comprising the pivoting piston chamber 19 . The pivoting piston 16 a, 16 b are adjusted with increasing speed ge conditions the force of springs 22 a, 22 b radially around the pivot point formed by the cylinder liners 21 aa, 21 from, 21 ba, 21 bb. The same pivoting movement naturally results when the pivoting piston chamber 15 is acted upon by a hydraulic fluid. The bias of the springs 22 a, 22 b is adjustable by an adjusting screw 23 a, 23 b. The adjustment screws 23 a, 23 b are easily accessible from the outside of the housing after removal of a locking screw 24 . As already stated, the pivoting pistons 16 a, 16 b pivot with the arms 18 aa, 18 ba in the partially cylindrical bearings 21 aa, 21 . As a result, the opposite lever arms 18 ba, 18 bb are rotated relative to the bearings 21 aa, 21 and thus produce a torque (adjusting torque) with respect to the output shaft 4 .

In dem Schnitt C-D gemäß Fig. 3 ist der Hydraulikfluidzu lauf 25 und Hydraulikfluidablauf 26 zu dem Förderbeginn versteller dargestellt. Die Hydraulikflüssigkeit gelangt durch den Hydraulikfluidzulauf 25 über einen Zugang 27 zu der Flügelzellenpumpe 12 und wird von dieser unter Druck zu einem Druckregelventil 28 gefördert. Das Druckregelven til 28 ist ein federbelastetes fest einstellbares oder aber fremd gesteuertes Ventil. Insbesondere bei einer Fremdsteuerung kann die Verstellbewegung an vielfältige Anforderung angeglichen werden und eine Betätigung des Druckregelventils 28 kann beispielsweise über eine zentra le Motorelektronik erfolgen. Von dem Druckregelventil 28 gelangt das unter Druck stehende und nicht über den Hy draulikfluidablauf 26 abgesteuerte Hydraulikfluid in die Bohrung 13 und in den Schwenkkolbenarbeitsraum 15.In the section CD according to FIG. 3, the hydraulic fluid feed 25 and hydraulic fluid drain 26 are shown at the start of delivery. The hydraulic fluid passes through the hydraulic fluid inlet 25 via an access 27 to the vane pump 12 and is delivered by this under pressure to a pressure control valve 28 . The Druckregelven valve 28 is a spring-loaded, fixed or externally controlled valve. In particular in the case of a third-party control, the adjustment movement can be adapted to a wide range of requirements, and the pressure control valve 28 can be actuated, for example, via central motor electronics. From the pressure control valve 28 , the pressurized hydraulic fluid which is not controlled by the hydraulic fluid outlet 26 reaches the bore 13 and the swing piston working space 15 .

Claims

1.Hydraulically controllable delivery start adjuster for an injection pump of an internal combustion engine, which has a drive shaft arranged in a housing, an output shaft and an adjusting device connecting the drive shaft and output shaft, the adjusting device comprising at least one piston adjustable by a hydraulic fluid, characterized in that the piston is designed as a crescent-shaped swivel piston ( 16 a, 16 b) and has two lever arms ( 18 aa, 18 ab, 18 ba, 18 bb) on one end of the arm, at least one lever arm ( 18 aa, 18 ba) with the Drive unit and a lever arm ( 18 from, 18 bb) cooperates with the drive unit.

2. Hydraulically controllable delivery start adjuster, characterized in that the pivoting piston ( 16 a, 16 b) can be acted upon by centrifugal force and a hydraulic force.

3. Hydraulically controllable delivery start adjuster according to claim 1 or 2, characterized in that the pivoting piston ( 16 a, 16 b) is adjustable against the force of a spring ( 22 a, 22 b).

4. Hydraulically controllable delivery start adjuster according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spring preload is adjustable by an adjusting screw ( 23 a, 23 b).

5. Hydraulically controllable delivery start adjuster according to one of the preceding claims, characterized in that the pivoting piston ( 16 a, 16 b) in the axial and radial direction by sealing strips ( 17 from, 17 ac, 17 bb, 17 bc, 17 ad, 17 bd) and sealing strip ( 17 aa, 17 ba) is sealed off from the housing.

6. Hydraulically controllable delivery start adjuster, according to one of the preceding claims, characterized in that the lever arms ( 18 aa, 18 from, 18 ba, 18 bb) each with an outer axial groove, in particular with a partially cylindrical axial groove, provided with cylinders ( 20 aa , 20 ab, 20 ba, 20 bb) are mounted, which engage in corresponding bearings ( 21 aa, 21 ab, 21 ba, 21 bb) of the drive unit and output unit.

7. Hydraulically controllable delivery start adjuster according to one of the preceding claims, characterized in that in the housing ( 1 ) a hydraulic pressure generating pump, preferably a vane pump ( 12 ), is integrated.

8. Hydraulically controllable delivery start adjuster according to one of the preceding claims, characterized in that a hydraulic pressure regulating valve ( 28 ) is inserted into the housing, with which the hydraulic fluid fluid pressure can be regulated.