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Regelvorrichtung zum Verstellen des Einspritzzeitpunktes der Einspritzpumpe
von Brennkraftmaschinen Bei Einspritzbrennkraftmaschinen, die einen großen Drehzahlbereich
beherrschen sollen, insbesondere bei Dieselmaschinen für Fahrzeuge, ist zur Erzielung
eines ruhigen Ganges erforderlich, daß nach Maßgabe der Drehzahl der Beginn der
Brennstoffeinspritzung auf einen früheren oder späteren Zeitpunkt verlegt wird.
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Hierzu wurde bereits die treibende Welle mit der Einspritzpumpenwelle
durch eine von einem Regler beeinflußte Kupplung verbunden, wobei die beiden Kupplungsglieder
so mit Gewinde versehen sind, daß bei Einwirkung des Reglers die Einspritzpumpenwelle
gegenüber der Treibwelle verdreht wird.
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Bei Verwendung eines Fliehkraftreglers hat man bereits die Schwunggewichte
an einer umlaufenden, von der Brennkraftmaschine in Drehung versetzten Hülse befestigt
und in der Hülse die mit den Schwunggewichten durch Hebel verbundene Kupplung zwischen
der Triebwelle und der Einspritzpumpenwelle verschiebbar angeordnet. Man erhält
hierbei eine gedrängte Bauart der Vorrichtung, jedoch müssen die Schwunggewichte
sehr schwer ausgeführt werden, damit der Regler besonders
bei niedriger
Drehzahl die nötige V erstellkraft hat, um die Nockenwelle der Einspritzpumpe verdrehen
zu können.
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Bei - anderen bekannten Anordnungen hat man daher dem Regler die Aufgabe,
die Verstellung der Pumpenwelle unmittelbar selbst vorzunehmen, dadurch abgenommen,
daß man die Verstellung einem hydraulischen Kraftkolben zuwies und durch den Regler
nur den Steuerkolben des Kraftkolbens beeinflußte. Dabei war aber zwischen Regler
und Steuerschieber ein Übertragungsgestänge eingeschaltet, das aus einer größeren
oder kleineren Anzahl von Hebeln besteht, worunter die Betriebssicherheit der Vorrichtung
leidet. Auch ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die Verlegung des Einspritzzeitpunktes
durch axiale Verschiebung der Nockenwelle erfolgt, wobei der von einem Fliehkraftregler
beeinflußte Steuerschieber auf einem nur axial verschiebbaren Kraftkolben umläuft.
Bei dieser Vorrichtung müssen mehrere Glieder der Vorrichtung dauernd auf anderen
Gliedern schleifen, was zu einer baldigen Abnutzung führt.
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Bei einer anderen NXTaschinengattung wurde zwar schon eine axiale
V erstellbewegung an einem umlaufenden Teil ohne Benutzung von Schleifringen durch
Verwendung eines mitumlaufenden, in einem hülsenförmigen Wellenteil gelagerten Kraftkolbens
erreicht. Die nur axiale Verstellbewegung wird bei dieser Einrichtung durch eine
bewegliche Stange auf die gesondert angeordnete Verstellvorrichtung übertragen,
so daß auch dort eine vielteilige, sperrige Bauart notwendig wird.
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Auch hat man hierbei schon die Kolbenstange des Kraftkolbens als Steuerzylinder
ausgebildet.
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Nach der Erfindung sind alle diese Nachteile dadurch vermieden, daß
bei Verwendung eines in die Triebwelle und in die Pumpenantriebswelle eingreifenden
Kupplungsgliedes, bei dessen Längsverschiebung die beiden Wellen gegeneinander verdreht
werden, das eine der zu kuppelnden -Wellenenden als Hülse ausgebildet ist, in welcher
das andere Wellenende und das zur Verdrehung dieses Wellenendes dienende Kupplungsglied
gelagert sind, wobei diese Hülse in an sich bekannter Weise gleichzeitig den Zylinder
für den mitumlaufenden Kraftkolben bildet, welcher mit dem Kupplungsglied starr
verbunden ist. Auf dem Boden des als Hülse ausgebildeten Wellenendes ist dabei ein
die Verstellung bestimmender Regler angebracht, dessen Regelstange als Steuerschieber
dient, welcher in der in ebenfalls bekannter Weise zum Steuerzylinder ausgebildeten,
mit den Zu- und Abführungskanälen für. das Druckmittel versehenen Kolbenstange des
Kraftkolbens seine vom Regler bestimmte Steuerbewegung ausführt. Durch die Verlegung
des Verstellorgans, durch das die j Nockenwelle der Einspritzpumpe relativ zur Kurbelwelle
verdreht wird, in den Zylinder für den Kraftkolben hinein erhält die Regelvorrichtung
eine einfache und gedrängte Bauart, und dadurch, daß alle in die Hülse eingebauten
Glieder mitumlaufen und nur bei Verstellung des Einspritzzeitpunktes gegenseitige
Verschiebungen ausführen, ist die Lebensdauer und die Betriebssicherheit der Vorrichtung
wesentlich erhöht.
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Zur Erreichung der Steuerbewegung wird vorteilhaft auf dem Boden der
Hülse ein Fliehkraftregler angebracht.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Regelungsvorrichtung
nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch die
Vorrichtung und Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie A-B der Fig. i.
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Das Zahnrad i zum Antrieb der nicht gezeichneten Einspritzpumpe ist
an dem Flansch 2 einer Hülse 3 befestigt, «-elche in einem Lagerauge .4 des nicht
näher gezeichneten Gehäuses 5 der Brennkraftmaschine drehbar gelagert ist. Das Drucköl
wird von der nicht gezeichneten Schmierölpumpe der Maschine durch die Ölleitung
6 der Gleitfläche des Auges 4 und durch einen im Lagerauge .4 vorgesehenen Längskanal
7 einer Ringnut 8 zugeführt. Die Hülse 3 ist auf einer Seite durch einen Deckel
9 geschlossen, der zwei Lappen io trägt, an deren Augen ii die durch Federn 12 miteinander
verbundenen Reglergewichte 13 drehbar gelagert sind. Die Reglergewichte 13 übertragen
ihre Bewegung durch die Winkelhebel 14, welche mit ihren Gabelenden 15 am Zapfen
16 angreifen, auf die Reglerstange, die als Steuerschieber 17 ausgebildet ist. Dieser
hat eine Aussparung 18 und gleitet in der Bohrung i9 der Kolbenstange 2o des Servokolbens
21, als dessen Zylinder die Hülse 3 dient. Die Kolbenstange 2o ist in der Bohrung
22 des Deckels 9 geführt. Der Deckel ist mit einer Ringnut 23 versehen, die durch
radiale Kanäle 2.4 mit der Ringnut 8 in @'erbindung steht. Die Ringnut 23 steht
ferner durch die in der Kolbenstange 2o vorgeseheneil radialen Kanäle 25 mit der
Aussparung 18 in Verbindung. Die Bohrung i9 weist noch eine Ringnut 26 auf, welche
durch radiale Kanäle 27 mit dem zwischen Servokolben 21 und Deckel 9 befindlichen
Zylinderraum 28 in Verbindung steht. Die Kolbenstange 2o ist auf der anderen Seite
des Kolbens 2 1 mit einer eine Hülse 29 bildenden Verstärkung versehen, die an ihrem
Umfang zwei Ansätze 30 in Form von Zylinderausschnitten hat. Auf diesen Ansätzen
sind außen rechteckige, steilgängige Gewindegänge 31 vorgesehen, die in entsprechende
Gewindenuten 32 des Zylinders 3 eingreifen. Die Antriebswelle 35 der nicht
weiter
gezeichneten Einspritzpumpe ist am Ende gabelförmig ausgebildet. Die im Querschnitt
ringförmigen Gabelzinken 34 umfassen die Hülse 29" so daß die Ansätze
30 in dem Raum 33 zwischen den Gabelzinken eine Längsverschiebung ausführen
können. Die Hülse 29 bildet somit die Kupplung zwischen dem Zylinder 3 und der Pumpenantriebswelle
35.
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Im Innern der Hülse 29 ist die Gegendruckfeder 36 so gelagert, daß
sie zwischen den Kolben 2i und die Antriebswelle 35 mit einer bestimmten Spannung
eingeschaltet ist. Durch die Überwurfmutter 37 ist der Zylinder 3 im Lagerauge 4
in der Längsrichtung unverschiebbar gehalten. Durch den Teil 38 der Überwurfmutter
37 wird außerdem die Antriebswelle 35 zwischen der Anlauffläche 39 und der Abschlußscheibe
4o gegenüber dem Zylinder 3 in der Längsrichtung unverschiebbar gehalten. Zur Abführung
des verbrauchten Drucköls sind in der Welle 35 die Längskanäle 41 vorgesehen.
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Bekanntlich entspricht jeder Drehzahl des Fliehkraftreglers eine bestimmte
Stellung der Reglergewichte 13, bei der die Fliehkraft und die Spannung der Feder
12 sich das Gleichgewicht halten. Damit ist auch eine bestimmte Stellung des Steuerschiebers
i7 gegeben. In Fig. i hat der Servokolben 21 die der Stellung des Steuerschiebers
17 entsprechende Lage eingenommen, in der der Zylinderraum 28 vollständig abgeschlossen
ist und das in ihm enthaltene Öl durch seinen Druck auf die Fläche des Kolbens 21
der Spannung der Feder 36 das Gleichgewicht hält. Erhöht sich die Drehzahl der Maschine,
so gehen die Reglergewichte 13 nach außen und der Steuerschieber 17 wird nach rechts
verschoben. Damit tritt der Raum 28 über die Kanäle 27 und 26 mit der Aussparung
i8 in Verbindung und damit auch über die Kanäle 25, 23, 24, 8 und 7 mit der Druckölleitung
6 der Schmierölpumpe. Der dadurch erhöhte Druck auf die Fläche des Servokolbens
21 überwindet die Spannung der Feder 36 und treibt den Kolben nach rechts. Infolge
der Längsbewegung des Kolbens 21 gleitet der Gewindegang 31 in der Gewindenut 32
des Zylinders 3 nach rechts und nimmt dabei die Ansätze 3o mit, durch die die Gabelzinken
34 mitgenommen werden. Dies hat eine Verdrehung der Antriebswelle 35 der Einspritzpumpe
im Sinn des Voreilens gegenüber dem Antriebsrad i und somit des Einspritzzeitpunktes
zur Folge. Die Bewegung des Kolbens nach rechts hält so lange an, bis die Verbindung
zwischen den Kanälen 26 und 18 unterbrochen wird und der Servokolben wieder die
in Fig. i gezeigte Stellung zum Steuerschieber 17 eingenommen hat.
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Nimmt die Drehzahl der Maschine ab, so wird der Steuerschieber 17
nach links verschoben, der Raum 2-8 tritt durch die Kanäle 27 und 26 mit der Bohrung
i9 in Verbindung und das Drucköl im Raum 28 kann durch die Kanäle 41 entweichen.
Durch die Feder 36 wird der Kolben 2i nach links geschoben und damit die Antriebswelle
35 der Einspritzpumpe im Sinn des Nacheilens gegenüber dem Antriebsrad i verstellt,
und zwar so lange, bis der Kolben 21 seine Normalstellung gegenüber dem Steuerschieber
17 wieder eingenommen hat. Es folgt also der Servokolben jeder Bewegung der Reglergewichte
und bewirkt dadurch die Verstellung der Einspritzpumpe gegenüber ihrem Antrieb.
in dem gewünschten Sinn des Voreilens oder Nachedens unter Überwindung des Drehwiderstands
der Einspritzpumpe.
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Der Zylinder 3 des Servokolbens 21, die Gegendruckfeder 36, das Kupplungs-
und Stellglied 29; 30, 3 i und die Antriebswelle 34, 35 der Einspritzpumpe sind
also gemeinsam in das Antriebszahnrad i der Pumpe eingebaut, wobei der Deckel 9
des Zylinders 3 als Träger für den Fliehkraftregler 12, 13 dient und die Reglerstange
17 als Steuerschieber ausgebildet ist. Die Vorrichtung hat daher einen sehr kleinen
Raumbedarf, eine Mindestzahl an Gelenken und fast alle Teile sind durch das zum
Antrieb des Servokolbens 21 dienende Drucköl gut geschmiert. Natürlich kann auch
die Reglerstange 17 des Fliehkraftreglers mit einem für sich hergestellten Steuerschieber
verbunden sein, der in der Kolbenstange 20 geführt ist.