DE4217251A1 - Kraftstoffeinspritzpumpenregler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kraftstoffeinspritzpumpenregler für Dieselbrennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Einspritzpumpenregler dienen neben der Drehzahl und Füllungsrege­ lung unter anderem zur Begrenzung des Mitteldrucks der Diesel-Brenn­ kraftmaschine über deren gesamten nutzbaren Drehzahlbereich. Dies geschieht bei mechanischen Reglern überlicherweise in der Form, daß der maximale Weg der Einspritzpumpen-Regelstange und damit die Kraftstoffeinspritzmenge durch einen Regelstangenanschlag blockiert wird.

Geht man von einem speziell geformten Wunsch-Drehmomentverlauf aus und ermittelt daraus den Kraftstoffeinspritzmengen-Verlauf und die entsprechende Stellung der Regelstange über der Motordrehzahl, so wird diese Stellung aufgrund vielfältiger Einflüsse, die vor allem vom Hoch­ druckteil des Einspritzsystems bestimmt sind, in den seltensten Fällen konstant und damit durch einen festen Regelstangenanschlag erfüllbar sein. Üblicherweise wird durch eine sogenannte Angleichung in Gestalt eines nachgiebigen Regelstangenanschlages versucht, durch die auf die Regelstange wirkenden Meßwerks- und Federkräfte des Kraftstoffein­ spritzpumpenreglers einen über die Motordrehzahl variablen Regel­ stangenanschlag zu erzeugen.

Bei mechanischen Kraftstoffeinspritzpumpenreglern, die ein der Motordrehzahl proportionales Wegsignal liefern, sind neben Federsyste­ men Angleichungen in Form von Kurven, Nocken und Kulissen bekannt, die entsprechend der Motordrehzahl verstellt und/oder abgetastet werden und so eine in weiten Grenzen formbaren Verlauf des Mitteldrucks er­ lauben. Sie bilden ein getrenntes Angleichsystem, das den über der Motordrehzahl oft stark unstetigen Einspritzmengenverlauf des Kraft­ stoffeinspritzsystems ausgleicht und eine Auslegung des Kraftstoffein­ spritzsystems auf die gewünschten Werte von Leistungsverhalten, Schadstoffemission und hydraulischer Stabilität ermöglicht. Nachteilig an den bekannten Systemen ist unter anderem die Notwendigkeit einer extrem genauen Ausbildung der Steuerkurven, da diese oft nur kleine Verstellwege aufweisen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Angleichsystem für einen Kraftstoffpumpenregler zu schaffen, das einfach zu fertigen ist und eine genaue Einhaltung der gewünschten Einspritzmenge über der Motor­ drehzahl gewährleistet.

Die Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruchs 1. Der erfindungsgemäße Schwenkhebel, dessen eines Ende in Wirkverbindung mit der Verstellmuffe des Drehzahlmeßwerkes steht und dessen anderes Ende die Kurvenscheibe trägt, ermöglicht durch ent­ sprechende Wahl des Übersetzungsverhältnisses die gewünschte Größe des Angleichweges zu realisieren. Dies geschieht auf einfache Weise durch Wahl der Lage der gehäusefesten Achse. Durch die erfindungsge­ mäße Lage der Kurvenscheibe in der Bewegungsebene des Schwenkhe­ bels mit der Kurvenscheibenkontur an dessen Umfang ist eine besonders einfache Fertigung der Kurvenscheibe verbunden. Es kann aber von Vor­ teil sein, eine Kurvenscheibe mit einer räumlich gestalteten Verstellflä­ che anzuwenden, um durch Abtasten in mehreren Verstellebenen zu­ sätzliche Verstellparameter wie zum Beispiel klimatische Einflüsse, Lastkollektive oder Kühlerverschmutzung zu berücksichtigen. Auch ist es denkbar, mehrere unterschiedliche Kurvenscheiben als Paket ne­ beneinander anzuordnen, die durch Bewegen des Schwenkhebels in Richtung seiner Schwenkachse beliebig zum Eingriff gebracht werden können. Damit lassen sich auch beim mechanischen Regler große Va­ riabilität und Flexibilität bezüglich Drehmomentverlauf verwirklichen.

Es kann auch von Vorteil sein, anstelle eines Schwenkhebels mit drehzahlproportionalem Drehwinkel ein linear verschiebbares Lineal mit entsprechender Kontur zu verwenden.

Durch eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, bei der die Kurven­ scheibenkontur veränderbar ist, kann die Angleichung entsprechend verändert werden. Dadurch können toleranzbedingte Abweichungen der Drehmomentkurve korrigiert werden und/oder der Verlauf der Drehmo­ mentkurve variiert werden.

Durch eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung, bei der die Kurven­ scheibe auf ihrer der Kurvenscheibenkontur abgewandten Seite eine vor­ zugsweise runde Ausnehmung aufweist, deren Rand einen geringen Ab­ stand zu einem Punkt "a", der Kurvenscheibenkontur hat, der die Kur­ venscheibenkontur in einen ersten Ast und einen zweiten Ast teilt, wird eine biegeweiche Stelle der Kurvenscheibe in Art eines Federgelenks ge­ schaffen, die eine Veränderung der Kurvenscheibenkontur und damit der Angleichung ermöglicht. Es kann aber auch von Vorteil sein, an Stelle des Federgelenks ein Gelenk mit Gelenkbolzen zu verwenden.

Durch eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, bei der der Punkt "a" im Bereich des das Drehmomentmaximum der Dieselbrennkraftma­ schine bestimmenden Teils der Kurvenscheibenkontur liegt, entspricht dem ersten Ast der Kurvenscheibenkontur der Teil der Drehmoment­ kurve unterhalb des Drehmomentmaximums und dem zweiten Ast der Teil oberhalb des Drehmomentmaximums. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird ein Ändern der Kurvenscheibenkontur durch Schwenken der Äste um den Punkt "a" erreicht. Dieses Schwenken ändert sämtliche Punkte der Kurvenscheibenkontur bis auf den Punkt "a" selbst und bie­ tet die Möglichkeit eines kontinuierlichen Überganges zwischen einer so­ genannten Positivangleichung zu einer sogenannten Negativanglei­ chung. Ist die Kraftstoffeinspritzmenge im Punkt "a" mittels der üblichen Vollasteinstellschraube eingestellt, wird diese Einstellung durch Ände­ rungen der beiden Äste der Kurvenscheibenkontur nicht mehr beein­ flußt.

Durch eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung, bei der der erste Ast vorzugsweise mit einem Bügel des Schwenkhebels verbunden ist und bei der der zweite Ast gegenüber dem Bügel verstellbar ausgebildet ist, kann das Drehmoment oberhalb des Drehmomentmaximums und damit auch im Nennleistungspunkt verstellt werden, ohne das Drehmomentmaxi­ mum und den darunter liegenden Teil der Drehmomentkurve zu beeinflussen. Diese Möglichkeit bietet große Vorteile beim Einstellen der Diesel­ brennkraftmaschine in der Serienproduktion, da das Drehmomentma­ ximum und der Nennleistungspunkt exakt und mit nur zwei Einstell­ operationen einstellbar sind.

Durch eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, bei der zwischen dem freien Ende des zweiten Astes und dem Bügel eine Verstelleinrich­ tung angeordnet ist, mit der die Lage des zweiten Astes gegenüber dem Bügel einstellbar und fixierbar ist, wird eine besonders einfache Ein­ stellung des Nennleistungspunktes der Dieselbrennkraftmaschine ermög­ licht, die sich auch für automatische Einstellvorrichtungen eignet.

Durch eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung, bei der als Verstelleinrichtung eine Verstellschraube vorgesehen ist, die vorzugs­ weise auf die gehäusefeste Achse des Schwenkhebels gerichtet in den Bügel des Schwenkhebels schraubbar ist, wird eine einfache Einstellung des Nennleistungspunktes auch bei laufender Dieselbrennkraftmaschine verwirklicht. Da die auf die Verstellschraube ausgeübte Kraft kein Ver­ stellmoment auf den Schwenkhebel ausübt, bleibt dessen Drehlage während der Einstellung unverändert, so daß die Blockierung der Nenn­ leistung schnell und sicher vorgenommen werden kann. Das Kontern der Verstellschraube garantiert einen setzsicheren Regelstangenanschlag. Durch seine Anordnung im Reglergehäuse ist der Regelstangenanschlag auch eingriffsicher.

Es kann aber auch von Vorteil sein, eine geeignete Spreizschraube zwischen Bügel und zweitem Ast der Kurvenscheibe als Verstellschraube zu verwenden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung schematisch dargestellt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Schema der Angleichvorrichtung,

Fig. 2 ein drehzahlabhängiges Lastsignal, das als Ganzes einstellbar ist,

Fig. 2a ein drehzahlabhängiges Lastsignal, dessen zweiter Ast nur ein­ stellbar ist.

Fig. 1 zeigt einen Teil eines Kraftstoffeinspritzpumpenreglers mit einem gängigen Drehzahlmeßwerk 1, das eine Verstellmuffe 10 aufweist, die auf einen Schwenkhebel 7 wirkt. Der Schwenkhebel 7, der in einer ge­ häusefesten Achse 8 gelagert ist, besitzt einen ersten Hebelarm 9 und einen zweiten Hebelarm 11. Der erste Hebelarm 9 steht mit der Ver­ stellmuffe 10 in Wirkverbindung. Der zweite Hebelarm 11 weist an sei­ nem freien Ende einen Bügel 17 auf, an dem die Kurvenscheibe 17 befestigt ist. Die Kurvenscheibe 17 trägt auf ihrer Außenseite eine Kurven­ scheibenkontur 12. Die Kurvenscheibenkontur 12 wird durch einen Punkt "a" in einen ersten Ast 14 und einen zweiten Ast 15 geteilt. Im Be­ reich des Punktes "a" ist auf der der Kurvenscheibenkontur 12 abge­ wandten Seite eine Ausnehmung 13 vorgesehen, die an dieser Stelle den Querschnitt der Kurvenscheibe 2 schwächt und im Bereich "a" eine Art Federgelenk schafft. Die Ausnehmung 13 ist rund ausgeführt, um Kerb­ wirkung zu vermeiden. Durch das Federgelenk kann der zweite Ast 15 um den Punkt "a" geschwenkt werden und dem Kurvenverlauf der Kurvenscheibenkontur 12 ein zusätzlicher sanfter Knick aufgezwungen werden. Die Verstellung des zweiten Astes 15 geschieht mittels einer Verstellschraube 16, die durch das freie Ende des zweiten Astes 15 ge­ steckt und in den Bügel 17 eingeschraubt ist. Sie wird durch eine Kon­ termutter gegen Verdrehen gesichert.

Die Kurvenscheibenkontur 12 wird mittels eines zweiarmigen Einstell­ hebels 3 abgetastet, an dessen einem Ende eine Abtastrolle 24 und an dessen anderem Ende eine Vollasteinstellschraube 18 mit einem Regel­ stangenanschlag 5 angeordnet sind. Letzterer steht in Wirkverbindung mit einer federbelasteten Regelstange 6.

Die Angleichvorrichtung des Kraftstoffeinspritzpumpenreglers funk­ tioniert folgendermaßen:

Das Drehzahlmeßwerk 1 liefert an seiner Verstellmuffe 10 ein drehzahlproportionales Wegsignal, das auf den Schwenkhebel 7 übertra­ gen wird. Dadurch ändert der Schwenkhebel 7 und mit ihm die an ihm befestigte Kurvenscheibe 2 die Drehwinkellage. Auf diese Weise fährt die Kurvenscheibenkontur 12 entlang der Abtastrolle 24 des Stellhebels 3 und ändert dessen Winkellage. Dadurch wird auch die Lage des Regel­ stangenanschlages 5 verändert. Die Lage des Regelstangenanschlages 5 begrenzt den Regelweg der Regelstange 6 und damit die maximale Kraftstoffeinspritzmenge, die wiederum für die Höhe des an jedem Dreh­ zahlpunkt wirksamen Momentes maßgebend ist.

Die Kurvenscheibenkontur wird in der Regel empirisch ermittelt. Mit Hilfe der Vollasteinstellschraube 18 kann sie parallel verschoben werden. Dies ist in Fig. 2 durch ein drehzahlabhängiges lastproportionales Signal gezeigt, das z. B. den Regelstangenweg oder die davon abhängige Kraft­ stoffeinspritzmenge oder die von der Kraftstoffeinspritzmenge abhängige Drehmomentgröße darstellt. Der Einfluß einer Verstellung der Vollasteinstellschraube 18 wird durch die gestrichelten parallelen Linien zu der Lastsignalkurve dargestellt. Der erste Teil 22 und der zweite Teil 23 der Lastsignalkurve mit dem Punkt des Lastmaximus 20 und dem Nennleistungspunkt 21 werden gleichermaßen verstellt.

Fig. 2a zeigt den Einfluß einer Verstellung der Verstellschraube 16 auf die Lastsignalkurve. Durch die Verstellschraube 16 wird lediglich der zweite Teil der Lastsignalkurve verändert, während der Punkt des Last­ maximus 20 und der erste Teil 22 der Lastsignalkurve unverändert blei­ ben. Die Einstellungen mittels der Einstellschraube 16 und der Vollasteinstellschraube 18 werden unabhängig voneinander vorgenom­ men, und zwar wird zunächst mit der Vollasteinstellschraube 18 die ge­ wünschte Größe des Lastmaximums 20 eingestellt und fixiert. Danach wird mittels der Einstellschraube 16 die Last des Nennleistungspunktes 21 eingestellt. Durch diese Zweipunkteinstellung kann die Drehmoment­ kurve sehr genau eingestellt werden. Die beim gleichzeitigen Einstellen von Drehmomentmaximum und Nennleistungspunkt sonst üblichen Kompromisse zum Ausgleich von deren Toleranzen entfallen. Die ge­ naue Einstellung der Drehmomentkurve ist mit nur zwei Einstellvor­ gängen möglich, da die Verstellung des Nennleistungspunktes den vor­ her eingestellten Punkt des maximalen Drehmomentes nicht beeinflußt. Diese einfache Einstellung ist vor allem auch für eine automatische Ein­ stellung in der Großserie geeignet.

Claims (7)

1. Kraftstoffeinspritzpumpenregler für Dieselbrennkraftmaschinen, mit einem Drehzahlmeßwerk (1), das eine Verstellmuffe (10) aufweist und mit einer Regelstange (6) sowie einem die maximale Kraftstoffeinspritzmenge begrenzenden Regelstangenanschlag (5) und mit einer Vor­ richtung zur drehzahlabhängigen Veränderung von dessen Stellung, wo­ bei die Vorrichtung einen Stellhebel (3) und eine Kurvenscheibe (2) mit einer Kurvenscheibenkontur (12) aufweist, die eine drehzahlpropor­ tionale Relativbewegung zueinander ausführen, wobei der Stellhebel (3), der die Kurvenscheibe (2) abtastet, mit der Regelstange (6) in Wirkver­ bindung steht und wobei der Abstand zwischen Regelstange (6) und Kurvenscheibe (2) über eine Vollasteinstellschraube (18) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiarmiger Schwenkhebel (7) vorge­ sehen ist, der auf einer gehäusefesten Achse (8) gelagert ist und dessen erster Hebelarm (9) in Wirkverbindung mit der Verstellmuffe (10) steht, und daß am zweiten Hebelarm (11) die Kurvenscheibe (2) befestigt ist, die vorzugsweise in der Bewegungsebene des Schwenkhebels (7) mit der Kurvenscheibenkontur (12) an dessen Umfang angeordnet ist.

2. Kraftstoffeinspritzpumpenregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibenkontur (12) veränder­ bar ist.

3. Kraftstoffeinspritzpumpenregler nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (2) auf ihrer der Kurvenscheibenkontur (12) abgewandten Seite eine vorzugsweise runde Ausnehmung (13) aufweist, deren Rand einen geringen Abstand zu einem Punkt "a" der Kurvenscheibenkontur (12) hat, durch den die Kur­ venscheibenkontur (12) in einen ersten Ast (14) und einen zweiten Ast (15) geteilt wird.

4. Kraftstoffeinspritzpumpenregler nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Punkt "a" im Bereich des das Drehmo­ mentmaximum der Dieselbrennluftmaschine bestimmenden Teils der Kurvenscheibenkontur (12) liegt.

5. Kraftstoffeinspritzpumpenregler nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ast (14) vorzugsweise fest mit einem Bügel (17) des Schwenkhebels (7) verbunden ist, und daß der zweite Ast (15) gegenüber dem Bügel (17) verstellbar ausgebildet ist.

6. Kraftstoffeinspritzpumpenregler nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem freien Ende des zweiten Astes (15) und dem Bügel (17) eine Verstelleinrichtung (16) angeordnet ist, mit der die Lage des zweiten Astes (15) gegenüber dem Bügel (17) einstellbar und fixierbar ist.

7. Kraftstoffeinspritzpumpenregler nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstelleinrichtung eine Verstell­ schraube (16) vorgesehen ist, die vorzugsweise auf die gehäusefeste Achse (8) des Schwenkhebels (7) gerichtet in den Schwenkhebel (7) schraubbar ist.