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

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

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Abstract

The compression-ignition IC engine has a device which varies the timing of the fuel injection as the engine speed varies. The device is incorporated in the sprocket which drives the fuel injection pump and consists of two cylindrical weights (3). Each weight is pressed radially outwards by centrifugal force and presses against one fixed guide surface (4) and one movable guide surface (6). The guide surface (6) is formed on a part (7) of the driving sprocket and as the weight (3) moves radially outwards the driving sprocket is rotated relative to the injection pump shaft to alter the instant when fuel is injected. The initial position of each weight (3) is adjusted by means of a hydraulically actuated piston (11) with an oblique side surface. The travel of piston (11) is limited by a stop (14). USE/ADVANTAGE - Fuel injection timing device which varies timing according to engine speed.

Description

Die Erfindung betrifft einen Einspritzzeitpunktversteller für selbstzündende Brennkraftmaschinen nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to an injection timing adjuster for Self-igniting internal combustion engines according to the in the preamble of Features specified claim 1.

Es sind Einspritzzeitpunktversteller bekannt, die auf rein me­ chanischer Basis funktionieren und ausschließlich eine dreh­ zahlabhängige Einspritzzeitpunktverstellung bewirken.Injection timing adjusters are known which are based on rein me chan based work and only a rotary cause number-dependent injection timing adjustment.

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.Freely programmable adjusters are also known, based on work hydraulically and with a control valve and be controlled by an electronic control unit. Disadvantageous is the high construction costs and in the event of failure of the control electronics the emergency characteristic curve based on centrifugal force.

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.DE 28 26 800 C2 describes a generic injection timing adjuster known, by which the injection timing largely Maintaining the speed-dependent basic characteristics of the Centrifugal force adjustment additionally depending on one or several operating parameters can be regulated. The In addition to the speed-dependent, adjuster points Flyweights also move in hydraulic working cylinders adjusting pistons to correct the position of the centrifugal weights. The actuating pistons are controlled by the hydraulic pressure likmediums acted upon by someone outside the Adjuster and depending on operating parameters  working electronic control unit can be determined. The Be Movement of the actuating piston is carried out using a complex adjustment transfer gear with eccentric pair to the centrifugal weights, by finally adjusting the injection time early point is reached.

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.The invention is based on the object generic design an improved mechanical to create hydraulically acting injection timing adjuster, through which an early adjustment without an elec tronic control with simple and space-saving dimensions takes represented.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Patentan­ spruchs 1 angegebenen Merkmale.To solve the problem are the characteristics of the patent pronounced 1 specified characteristics.

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.By acting on the flyweights in a special way The measures include an additional adjustment of the injection achieved in the warm-up phase of the internal combustion engine, which results in better idling behavior with cheaper ones Burning noise results.

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.In the subclaims are still advantageous and beneficial Developments of the invention are given, arrangement and Design of the actuating pistons and centrifugal weights a compact, low weight construction of the stage result. Furthermore results itself through the use of a memory compression spring for closure position of the slide in the direction leading to the actuating piston Flow connection of the hydraulic medium an electronics-free and therefore not sensitive control of the control pistons. The object of the invention is based on one in the drawing illustrated embodiment explained in more detail below tert.

Es zeigen: Show it:  

Fig. 1 einen Einspritzzeitpunktversteller im Querschnitt Fig. 1 shows an injection timing adjuster in cross section

Fig. 2 Versteller und Einspritzpumpe sowie Ansteuerung im Längsschnitt Fig. 2 adjuster and injection pump and control in longitudinal section

Fig. 3 einen Teilschnitt des Verstellers nach der Linie a-a in Fig. 1 Fig. 3 is a partial section of the adjuster taken along the line aa in Fig. 1

Fig. 4 einen mit dem Versteller zusammenwirkenden Steu­ erschieber mit Memory-Druckfeder in vergrößerter Schnittdarstellung und Fig. 4 a cooperating with the adjuster control slide with memory compression spring in an enlarged sectional view and

Fig. 5 den Steuerschieber in Arbeitsstellung. Fig. 5 the spool in the working position.

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.In Fig. 1 is provided for a self-igniting internal combustion engine mechanically-hydraulically acting injection timing adjuster 1 for a fuel injection pump 2 ( Fig. 2), which consists essentially of two roller-shaped flyweights 3 between a straight-line guide 4 of an internal combustion engine primary partly 5 and a concavely curved guideway 6 of an injection pump-side secondary part 7 , which counteract ent with increasing speed of the engine return springs 8 ent. A drive sprocket 9 of the primary part 5 drives the secondary part 7 , which is rotatably fixed on a camshaft 10 of the injection pump 2, via the centrifugal weights 3 , by means of which the rotational position of the secondary part 7 relative to the primary part 5 can be changed depending on the number of rotations, such that an early adjustment occurs as the speed increases the time of injection. Each centrifugal weight 3 is assigned a hydraulically actuated actuating piston 11 which is axially displaceably guided in a primary cylinder 12 and has a wedge surface 13 as a contact surface for the roller-like centrifugal weight 3 . The longitudinal axis of the actuating piston 11 lies transversely to the axis of the cylindrical centrifugal weight 3 , so that the wedge surface 13 of the actuating piston 11 causes a radial movement of the centrifugal weight when pressure is applied. Thus, a further force is superimposed on the centrifugal force in order to bring about an additional early adjustment in the warm-up phase of the internal combustion engine. The centrifugal weight-side axial displacement of the actuating piston 11 is limited by a stop which is designed as a stationary bolt 14 and penetrates a recess 15 provided in the actuating piston 11 , which lies opposite the wedge surface 13 and whose flank 15 a is the recess 15 which extends in the axial direction of the actuating piston 11 forms a counter-stop for the bolt 14 . In Fig. 1 the rest position of the actuating piston 11 is shown, which is supported on a stop 15 b, which is also the boundary surface for the pressure chamber.

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.The pressurizing side of the actuating piston 11 is spherical and can be connected via a hydraulic line 16 extending in the adjuster 1 and the injection pump 2 and via a control device 17 to the oil circuit of the internal combustion engine (not shown in more detail).

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.The control device 17 is integrated in the housing of the injection pump 2 and consists of an insert body 18 with a cover 19 . The insert body is provided with a cylindrical recess 20 , in which a control slide 21 with two springs guided longitudinally, of which the spring with 22 be designated as a counter spring and the spring designated 23 is designed as a temperature-controlled memory compression spring. In the starting position of the control slide 21 shown in FIG. 4, the latter lies against the bottom 24 of the recess 20 due to the force of the counter spring 22 supported on the closure cover 19 . In this initial position, a flow connection is made to the control piston 11, through a constantly stationary with the engine oil circuit in conjunction radial bore 25 in the insert body 18, a Querschnittsausnehmung 26 in the control slide 21, a diagonal bore 27 in the insert body 18 and an oblique bore 28 in the sleeve-shaped projection 29 of the Cap 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.The starting position of the control slide 21 is abruptly canceled after a cold start from a certain warm-up temperature by the memory compression spring 23 taking effect. The control slide 21 strikes against the force of the counter spring 22 on the closure cover 19 and controls the radial bore 25 ( FIG. 5). The engaged working position of the spool valve 21 thus interrupts the flow connection to the adjusting piston 11th About a throttled return, the pressure prevailing between the control device 17 and the actuating piston 11 in the hydraulic line 16 is reduced and the largely depressurized actuating piston 11 is brought into the initial position by the return springs 8, which act on the centrifugal weights, so that the adjuster is again a normal one when the engine is warm Operating position after "late".

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.The sleeve-like projection 29 of the closure cap 19 is also provided with a throttle bore 30 , which causes a permanent short-circuit connection between the radial bore 25 and the oblique bore 20 and thus ensures perfect lubrication of the adjuster 1 even when the flow connection is interrupted during normal operation of the internal combustion engine.

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.1.Injection timing adjuster for self-igniting internal combustion engines, with counterweights against the force of return springs, which operate with speed-dependent centrifugal weights, by means of which the mutual rotational position of an internal combustion engine-side drive shaft and an injection pump-side output shaft can be changed, and with at least one hydraulic working cylinder provided within the adjuster with one against Return spring force axially displaceable adjusting piston for correcting the position of the centrifugal weight, the actuating piston interacting with the centrifugal weight being able to be acted upon by a hydraulic pressure controllable by a control device and thereby superimposing a further force on the centrifugal force in the sense of an additional early adjustment, characterized in that the actuating piston ( 11 ) has a wedge surface ( 13 ) lying against the centrifugal weight ( 3 ) and with pressure acting only in the warm-up phase up to a fixed stop ( 14 ) can be created. 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. 2. Injection timing adjuster according to claim 1, characterized in that the actuating piston ( 11 ) leads in its direction of movement transversely to the substantially radial movement of the centrifugal weight ( 3 ) GE. 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.3. Injection timing adjuster according to claim 1 or 2, characterized in that the actuating piston ( 11 ) has a recess ( 15 ) extending parallel to the piston axis, in which a stationary bolt and the stop forming bolt ( 14 ) is arranged extending transversely to the piston axis . 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.4. Injection timing adjuster according to claim 1 to 3, characterized in that the actuating piston ( 11 ) with its wedge surface ( 13 ) abuts against the centrifugal weight designed as a roller ( 3 ), the roller zenachse transverse to the piston axis. 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.5. Injection timing adjuster according to claim 4, characterized in that the centrifugal weight ( 3 ) on the one hand on a straight line formed primary-side guideway ( 4 ) and on the other hand on a concave curved secondary-side guideway ( 6 ) ent slides. 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.6. Injection timing adjuster according to claims 1 to 3, with a hydraulic line leading to the pressure side of the actuating piston with interposition of the control device, characterized in that the control device ( 17 ) consists of a spring-loaded temperature-controlled control slide valve ( 21 ) which is only in the warm-up phase of the internal combustion engine maintains a flow connection in the hydraulic line ( 16 ) leading to the actuating piston ( 11 ). 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.7. Injection timing adjuster according to claim 6, characterized in that on the control slide ( 21 ) a memory compression spring ( 23 ) and a counter spring ( 22 ) are supported, the memory compression spring ( 23 ) the control slide ( 21 ) from a certain warm-up temperature adjusted to a working position that removes the flow connection.
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