DE4134593C1 - Diesel engine fuel injection - has timing altered by weights thrown outward with increasing rotational speed - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Einspritzzeitpunktversteller für selbstzündende Brennkraftmaschinen nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Es sind Einspritzzeitpunktversteller bekannt, die auf rein me­ chanischer Basis funktionieren und ausschließlich eine dreh­ zahlabhängige Einspritzzeitpunktverstellung bewirken.

Ferner sind frei programmierbare Versteller bekannt, die auf hydraulischer Basis arbeiten und mit einem Ansteuerventil und einem elektronischen Steuergerät geregelt werden. Nachteilig ist der hohe Bauaufwand sowie bei Ausfall der Steuerelektronik die zum Tragen kommende Notkennlinie auf Fliehkraftbasis.

Aus der DE 28 26 800 C2 ist ein gattungsgemäßer Einspritzzeitpunktversteller bekannt, durch den der Einspritzzeitpunkt unter weitgehender Beibehaltung der drehzahlabhängigen Grundcharakteristik der Fliehkraftverstellung zusätzlich in Abhängigkeit von einer oder mehrerer Betriebskenngrößen geregelt werden kann. Der Versteller weist neben den drehzahlabhängig arbeitenden Fliehgewichten ferner in hydraulischen Arbeitszylindern beweg­ liche Stellkolben zur Korrektur der Lage der Fliehgewichte auf. Die Stellkolben sind durch den steuerbaren Druck des Hydrau­ likmediums beaufschlagbar, der von einem außerhalb des Verstellers angeordneten und betriebsparameterabhängig arbeitenden elektronischen Steuergerät bestimmbar ist. Die Be­ wegung der Stellkolben wird über ein bauaufwendiges Verstell­ getriebe mit Exzenterpaar auf die Fliehgewichte übertragen, durch die schließlich eine Frühverstellung des Einspritzzeit­ punktes erreicht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber der gattungsgemäßen Ausführung einen verbesserten mechanisch- hydraulisch wirkenden Einspritzzeitpunktversteller zu schaffen, durch den sich eine Frühverstellung unter Verzicht einer elek­ tronischen Ansteuerung mit einfachen und platzsparenden Maß­ nahmen darstellen läßt.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Patentan­ spruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch die in besonderer Weise auf die Fliehgewichte einwirken­ den Maßnahmen ist eine zusätzliche Anpassung der Einspritz­ zeitpunkte in der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine erzielt, wodurch sich ein besseres Leerlaufverhalten mit günstigeren Verbrennungsgeräuschen ergibt.

In den Unteransprüchen sind noch vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben, wobei Anordnung und Ausgestaltung der Stellkolben und Fliehgewichte eine kompakte, gewichtsarme Bauweise des Verstellers ergeben. Ferner ergibt sich durch den Einsatz einer Memory-Druckfeder zur Verschluß­ stellung des Schiebers in der zu den Stellkolben führenden Strömungsverbindung des Hydraulikmediums eine elektronikfreie und somit nicht anfällige Ansteuerung der Stellkolben. Der Gegenstand der Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im folgenden näher erläu­ tert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Einspritzzeitpunktversteller im Querschnitt

Fig. 2 Versteller und Einspritzpumpe sowie Ansteuerung im Längsschnitt

Fig. 3 einen Teilschnitt des Verstellers nach der Linie a-a in Fig. 1

Fig. 4 einen mit dem Versteller zusammenwirkenden Steu­ erschieber mit Memory-Druckfeder in vergrößerter Schnittdarstellung und

Fig. 5 den Steuerschieber in Arbeitsstellung.

In Fig. 1 ist ein für eine selbstzündende Brennkraftmaschine vorgesehener mechanisch-hydraulisch wirkender Einspritzzeitpunktversteller 1 für eine Kraftstoff-Einspritz­ pumpe 2 (Fig. 2) gezeigt, der im wesentlichen aus zwei walzen­ förmig ausgebildeten Fliehgewichten 3 zwischen einer geradli­ nigen Führungsbahn 4 eines brennkraftmaschinenseitigen Primär­ teils 5 und einer konkav gekrümmten Führungsbahn 6 eines ein­ spritzpumpenseitigen Sekundärteiles 7 besteht, die bei zuneh­ mender Drehzahl der Brennkraftmaschine Rückstellfedern 8 ent­ gegenwirken. Ein Antriebskettenrad 9 des Primärteils 5 treibt das auf einer Nockenwelle 10 der Einspritzpumpe 2 drehfest gela­ gerte Sekundärteil 7 über die Fliehgewichte 3 an, durch die die Drehlage des Sekundärteiles 7 gegenüber dem Primärteil 5 dreh­ zahlabhängig veränderbar ist, derart, daß bei zunehmender Drehzahl eine Frühverstellung des Einspritzzeitpunktes erfolgt. Jedem Fliehgewicht 3 ist ein hydraulisch beaufschlagbarer Stellkolben 11 zugeordnet, der in einem primärseitigen Ar­ beitszylinder 12 axialverschiebbar geführt ist und eine Keil­ fläche 13 als Anlagefläche für das walzenartige Fliehgewicht 3 aufweist. Die Längsachse des Stellkolbens 11 liegt quer zur Achse des walzenförmigen Fliehgewichtes 3, so daß bei Druckbeaufschlagung die Keilfläche 13 des Stellkolbens 11 eine Radialbewegung des Fliehgewichtes bewirkt. Somit wird der Fliehkraft eine weitere Kraft überlagert, um in der Warmlauf­ phase der Brennkraftmaschine eine zusätzliche Frühverstellung zu bewirken. Die fliehgewichtseitige Axialverschiebung des Stellkolbens 11 ist durch einen Anschlag begrenzt, der als ortsfester Bolzen 14 ausgebildet ist und eine in dem Stellkolben 11 vorgesehene Ausnehmung 15 durchdringt, die der Keilfläche 13 gegenüberliegt und deren Flanke 15a der sich in Achsrichtung des Stellkolbens 11 erstreckenden Ausnehmung 15 einen Gegenanschlag für den Bolzen 14 bildet. In Fig. 1 ist die Ruhelage des Stellkolbens 11 dargestellt, der sich an einem Anschlag 15b abstützt, der zugleich Begrenzungsfläche für die Druckkammer ist.

Die Druckbeaufschlagungsseite des Stellkolbens 11 ist ballig ausgebildet und über eine in dem Versteller 1 und der Ein­ spritzpumpe 2 verlaufende Hydraulikleitung 16 sowie über eine Steuereinrichtung 17 mit dem Ölkreislauf der Brennkraftmaschine (nicht näher dargestellt) verbindbar.

Die Steuereinrichtung 17 ist im Gehäuse der Einspritzpumpe 2 integriert und besteht aus einem Einsatzkörper 18 mit Ver­ schlußdeckel 19. Der Einsatzkörper ist mit einer zylindrischen Ausnehmung 20 versehen, in der ein Steuerschieber 21 mit zwei Federn längsverschiebbar geführt, von denen die mit 22 be­ zeichnete Feder als Gegenfeder und die mit 23 bezeichnete Feder als temperaturgeregelte Memory-Druckfeder ausgebildet ist. In der in Fig. 4 gezeigten Ausgangsstellung des Steuerschiebers 21 liegt dieser durch die Kraft der sich am Verschlußdeckel 19 abstützenden Gegenfeder 22 am Boden 24 der Ausnehmung 20 an. In dieser Ausgangsstellung ist eine Strömungsverbindung zum Stellkolben 11 hergestellt, und zwar durch eine mit dem Motorölkreislauf ständig in Verbindung stehende Radialbohrung 25 im Einsatzkörper 18, eine Querschnittsausnehmung 26 im Steuerschieber 21, eine Diagonalbohrung 27 im Einsatzkörper 18 sowie eine Schrägbohrung 28 im hülsenförmigen Vorsprung 29 des Verschlußdeckels 19.

Die Ausgangsstellung des Steuerschiebers 21 wird nach einem Kaltstart ab einer bestimmten Warmlauftemperatur durch die wirksam werdende Memory-Druckfeder 23 schlagartig aufgehoben. Der Steuerschieber 21 schlägt gegen die Kraft der Gegenfeder 22 an den Verschlußdeckel 19 an und steuert die Radialbohrung 25 ab (Fig. 5). Die eingerückte Arbeitsstellung des Steuerschie­ bers 21 unterbricht somit die Strömungsverbindung zum Stell­ kolben 11. Über einen gedrosselten Rücklauf wird der zwischen der Steuereinrichtung 17 und dem Stellkolben 11 herrschende Druck in der Hydraulikleitung 16 abgebaut und der weitgehend drucklose Stellkolben 11 durch die auf die Fliehgewichte wir­ kenden Rückstellfedern 8 in Anfangsstellung gebracht, so daß der Versteller wieder eine bei warmem Motor übliche Betriebs­ stellung nach "spät" einnimmt.

Der hülsenartige Vorsprung 29 des Verschlußdeckels 19 ist noch mit einer Drosselbohrung 30 versehen, die eine ständige Kurz­ schlußverbindung zwischen der Radialbohrung 25 und der Schräg­ bohrung 20 bewirkt und somit eine einwandfreie Schmierung des Verstellers 1 auch bei der im Normalbetrieb der Brennkraftma­ schine unterbrochenen Strömungsverbindung sicherstellt.

Claims (7)

1. Einspritzzeitpunktversteller für selbstzündende Brenn­ kraftmaschinen, mit entgegen der Kraft von Rückstellfedern drehzahlabhängig arbeitenden Fliehgewichten, durch die die ge­ genseitige Drehlage einer brennkraftmaschinenseitigen An­ triebswelle und einer einspritzpumpenseitigen Abtriebswelle änderbar ist, und mit mindestens einem innerhalb des Verstellers vorgesehenen hydraulischen Arbeitszylinder mit ei­ nem gegen die Rückstellfederkraft axial verschiebbaren Stell­ kolben zur Korrektur der Lage des Fliehgewichtes, wobei der mit dem Fliehgewicht zusammenwirkende Stellkolben durch einen von einer Steuereinrichtung steuerbaren Hydraulikdruck beauf­ schlagbar ist und dabei der Fliehkraft eine weitere Kraft im Sinne einer zusätzlichen Frühverstellung überlagert, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (11) eine an dem Fliehgewicht (3) anlie­ gende Keilfläche (13) aufweist und bei lediglich in der Warm­ laufphase wirkender Druckbeaufschlagung bis zu einem festen Anschlag (14) erstellbar ist.

2. Einspritzzeitpunktversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (11) in seiner Bewegungsrichtung quer zur im wesentlichen radialen Bewegung des Fliehgewichtes (3) ge­ führt ist.

3. Einspritzzeitpunktversteller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (11) eine sich parallel zur Kolbenachse erstreckende Ausnehmung (15) aufweist, in der sich ein ortsfest gehaltener und den Anschlag bildender Bolzen (14) quer zur Kolbenachse verlaufend angeordnet ist.

4. Einspritzzeitpunktversteller nach dem Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (11) mit seiner Keilfläche (13) an dem als Walze ausgebildeten Fliehgewicht (3) anliegt, wobei die Wal­ zenachse quer zur Kolbenachse verläuft.

5. Einspritzzeitpunktversteller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fliehgewicht (3) einerseits an einer geradlinig ausge­ bildeten primärseitigen Führungsbahn (4) und andererseits an einer konkav gekrümmten sekundärseitigen Führungsbahn (6) ent­ langgleitet.

6. Einspritzzeitpunktversteller nach den Ansprüchen 1 bis 3, mit einer zur Druckseite des Stellkolbens unter Zwischenschal­ tung der Steuereinrichtung führenden Hydraulikleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (17) aus einem federbelasteten temperaturgeregelten Steuerschieber (21) besteht, der nur in der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine eine Strömungsverbin­ dung in der zum Stellkolben (11) führenden Hydraulikleitung (16) aufrechterhält.

7. Einspritzzeitpunktversteller nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich an dem Steuerschieber (21) eine Memory-Druckfeder (23) und eine Gegenfeder (22) abstützen, wobei die Memory-Druckfeder (23) den Steuerschieber (21) ab einer bestimmten Warmlauftem­ peratur in eine die Strömungsverbindung aufhebende Arbeits­ stellung verstellt.