-
Vorrichtung zum selbsttätigen Ändern des Einspritzzeitpunktes von
selbstzündenden Einspritzbrennkraftinaschinen in Abhängigkeit v on der Drehzahl
der Maschine Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Ändern des
Einspritzzeitpunktes von selbstzündenden Brennkraftmaschinen in Ab-
hängigkeit
von der Drehzahl der Maschine, mit einem mit der Brennstoffpumpenwelle verbundenen
getriebenen Teil, der gegenüber einem mit der Kurbelwelle der Maschine verbundenen
treilbenden Teil verstellbar ist, und mit von einem Druckmittel beaufschlagten Arbeitskolben
sowie mit einer entsprechenden Anzahl, die Höhe dies Druckmitteldruckes proportional
der Drehzahl der Maschine steuernden SteuerIkolben. Bei einer bekannten Vorrichtung
dieser Art werden die Verstellkräfte allein durch Fliehgewichte erzeugt. Diese Regler
schlagen sich jedoch verhältnismäßig schnell aus, und es ist schwierig, sie so auszubilden,
daß sie eine genügende Selbsthemmung aufweisen.
-
Man hat auch bereits eine Einrichtung vorgeschlagen, M welcher die
mit der Veränderung der Drehzahl eintretende Änderung des Schmierstoffdru#k#es in
der Maschine ein entsprechendes Verlegen des Einspritzzeitpunktes bewirkt. Diese
Einrichtung arbeitet a#ber insofern fehlerhaft, als
sich der Schmierstoff
druck nicht nur mit der Drehzahl der Maschine, sondern auch mit der Temperatur des
Schmierstoffes ändert.
-
Ferner ist eine RegeleinrichtUng zur selbsttätigen Änderung dies Ein--spritzzeitpunktes
von iseil,bstzündenden Brennkraftmaschinen bekanntgeworden3 bei- der -das getriebene
Teil gegenübeir dem treibenden Teil durch -.in Druckmittel verstellt wird, das in
Abhängigkeit von einem drehzahlabhängig bewegten Steuerschieber gesteuert wird,
Durch ein-en außen angebrachten Fliehkraftregler wird diese Einrichtung aber sehr
sperrig. Da ein zylindrischer Kotben als Arbeitskolben verwendet wird, müssen noch
weitere Teile des Verstellmechanismus außerhallb des Antrie-bszahnrades untergebracht
werden,-wodurch dieB.aulänge dieser Einrichtung unerwünscht zunimmt.
-
Schließlich ist bereits eine hydraulische Nockenverstelleinrichtung
für Kraft- undArbeitsmaschinen mi.t während des Betrieb-es veränderbaren Steuerzeiten,
insbesondere für Brennkraftmaschinen mit sternförmig angeordneten Zylindern, vorgeschlagen
worden. Die Steuerung des Druriköls erfolgt bei dieser Einrichtung aber nicht selbsttätig,
sondern durch einen Drziw.egehahn. In diesem Fall muß also -auf einen wesentlichen
Vorteil der eingangs genannten Einrichtungen verzichtet werden.
-
Demgegenüber besteht das Wesen der Erfindung darin, daß der treibend
e Teil das Antriebszahnrad der Pumpe ist und in diesem drehbar der getrieben-Teil
gelagert ist und daß der treibende Teil nach innen und der getriebene Teil nach
außen und ineinanderragende. s,-#l-,torförmige Ansätze aufweisen, die in Verbindung
mit den Seitenwänden des treibenden Teils Druckkammern bilden, unddaß die die Druckflüssigkeit
steuernden Steuerkolben in Radialbohrungen der sektorförmigen Ansätze des treibenden
Teils in bekannter Weise unter der Wirkung einer Feder und dem Einfluß der Fliehkraft
stehend gleitend angeordnet sind.
-
Bei der neuen Vorrichtung wird also der Schmierstoff druck nur zur
Erzeugung der Verstellkräfte benutzt, so daß seine Größe an sich von untergeordnetem
Einfluß ist. Ob die Arbeitskolben zum Ändern dies Einspritzzeitpunktes nach
der einen oder anderen Richtung bewegt werden, hängt dagegen allein von der Stellung
der Steuerkolb-en ab. Da diese aber ausschließlich unter der Einwirkung der Fliehkraft
stehen, erfolgt das Ändern des Einspritzzeitpunktes auch nur in Abhängigkeit von
der Drehzahl der Maschine. -
In der Zeichnung zeigt Abb. i eine Ansicht der
Vorrichtung, wobei einzelne Teile der größeren Deutlichkeit halber im Schnitt dargestellt
sind, Abb. 2, einen Schnitt nach der Linie:2-:2 der Abb. i, Abb. 3 ein-en
Ausschnitt aus der Abb. i bei veränderter Lage der Einzelteile.
-
Die Antriebswelk 3 einer Kraftstoffeinspritzpumpe bekannter
Bauart ist bei 4 und 5 in dem Gehäuse 6 der Brennkraftinaschine drehbar
gelagert, Die Welle 3 trägt ein großes Zahnrad 7-. Dieses steht mit einem
',kleineren Zahnrad 8 im Eingriff. Das Zahnrad 8 sitzt auf der Kurbelwelle
9 der Brennkraftmaschine. Die Pumpanwelle 3 wird also von der Kurbelwelle
9 eher die Zahnräder 7 und 8
angetrieben-Das große Zahnrad
7 besteht im wesentlichen aus einem inneren Teil io, der mit der Pumpenwelle
3 fest verbunden ist, und einem äußeren Teil 11, der die Verziahnung
trägt. Beide Teile sind um ein gewisses Muß gegeneinander verdrehbar eingerichtet.
Durch Verdrehen beider Teile gegeneinander wird die Winkelstellung der Pumpenwelle
3 zur Kurbelwelle 9 und damit der Einspritzzeitpunkt verändert.
-
Innerhalb des großen Zahnrades, 7 ist die Vorrichtung angeordnet,
die den Einspritzzeitpunkt selbsttätig in Abhängigkeit von der Drebizahl der Brennkraftmaschine
ändert. Diese Vorrichtung wird im folgenden näher beschrieben.
-
Der äußere Teil ii bildet einen Ring von U-för-Imigem, nach innen
offenem Querschnitt. In dem Hohlraum dieses Ringes sind in gleichem Abstand voneinander
sektorförmigeTeile 12 angeordnet, die den Hohlraum des Ringes in eine Anzahl von
I<#ammern 13 unterteilen. Diese Kammern stellen die Arbeitszylinder der Vorrichtung
dar. Der ringförmige Hohlraum wird nach innen hin von dem innerenTeilio des großenZahnrades
abgeschlossen. Dieser trägt äußere, ebenfalls sektorförmige Vorsprünge 14, die in
die Kammern 13 -eingreifen und die Arbeitskolben der Vorrichtung bilden. Die Teile
io und i i sind an ihren gegenseitigen Berührungsflächen öldicht ineinander eingepaßt
und werden in der Ruhelage durch Schraubenfedern 15 in der in Abb. i gezeichneten
Stellung zueinander gehalten.
-
Diese Stellung entspricht der bei- niedriger Drehzahl der Brennkraftmaschine
gewünschten Späteinspritzung. In rädiälen Bohrungen 16 der sektorförmigen Teile
12 gleiten die Steuerkolben 17. Sie werden in der Ruhelage durch Schraubenfedern
18 in der in Abb. i gezeichneten Stellung gehalten.
-
Das von der hier nicht dargestellten Schmierstoffpumpe der Brennkraftmaschine
während des Betrieb es stets -.unter einem bestimmten überdruck gehaltene Schmieröl
gelangt durch Bohrungen ig, 2o, 21 in das Innere der Pumpenwelle 3 und von
dort durch radiale Bohrungen 22 in die Kammern 13. Hier tritt es zunächst
in den Spalt 23 auf der Rückseite eines jeden Arbeitskolbens 14 ein.
-
Befinden 'sich die Steuerkolben 17 in der in Abb. i gezeichneten Stellung,
so fließt das Schmieröl durch die Bohrung 24 der Sektoren 12 und die Ringrille
z5 -der Steuerkolben weiter in den auf der Vorderseite der Arbeitdkolben
14 liegenden Teil der Kammern 13, so- daß der Öldruck also in gleichem Maße auf
beide Seiten der Arbeitskolben einwirkt und diese durch die Federn 15 weiterhin
in der in Abb. i gezeichneten Späteinspritzstellung gehalten werden. Das Drucköl
gelangt gleichzeitig auch durch die Bohrung 26 unter die Stenerkolben 17,
hebt diese ein wenig an und fließt dann durch die Längsbohrung,27 der Steuerkolben
in, den
oberen Teil der Steuerzylinder 16. Die Steuerkolben stehen
also ständig auf beiden Seiten unter dem Druckdes Schmieröls. Sie sind infolgedessen
hinsichtlich ihrer Stellung von der jeweiligen Höhe des Schmierstoffdruckes vollständig
unabhängig und während des B#etriebes nur der Wechselwi rkung zwischen der Belastung
durch die Federn iß und der auf sie einwirkenden Fliehkraft unterworfen.
-
Erhöht sich die Drehzahl der Brennkraftmaschine, so werden die Steuerkolben
17 durch die Fliehkraft entgegen der Wirkung der Federn 18 allmählich immer weiter
nach außen bewegt, bis die Unterkante der Steuerkolben die nach außen führenden
Bohrungen:28 in den sektorförmigen Teilen 12 freigibt. Vorher wurde bereits die
Bohrung 24 infolge der Verlagerung der Ringrille:25 durch den Steuerkolben verschlossen
(Abb. 3). Nunmehr kann das Schmieröl aus dem auf derVorderseite derArbeitskolben
14 liegenden Teil der Arbeitszylinder 13 ins Freie entweichen. Die Folge davon ist,
daß der Öl-
druck jetzt einseitig bei 23 uuf die Rückseite der Arbeitskolben
wirkt und diese in den Arbeitszylindern 13 entgegen der Wirkung der Federn 15 verschiebt.
Die Verschiebung erfolgt in Richtung des Pfeiles 29, der gleichzeitig die Drehrichtung
des großen Zahnrades 7 angibt. Da die Arbeitskolben 14 mit dem inneren Teil
io des großen Zahnr.ades, also. auch mit der PumPenwelle 3 fest verbunden
sind, ergibt die erwähnte Verschiebung der Arbeitskolben ein Verdrehen der Pumpen-Welle
3 gegenüber dem äußeren Teil i i des großen Zahnrades in dessenDrehrichtung,
#d. h. mit anderen Worten ein Verstellen der Pumpenwelle auf Früheinspritzen.
-
Sinkt die Drehzahl der Maschine unter eine gewisseGrenze, so werden
dieStenerkolben17 infolge der Verminderung der auf sie einwirkenden Fliehkräfte
durch die Federn 18 wi(etder so weit nach innen bewegt, daß sie mit ihrer Unterkante
die Bohrungen 28 versperren und bald darauf auch über die Ringrille:25 dem
Drucköl wieder den Weg von der Rückseite auf die Vorderseite der Arbeitskolben 14
freigeben, so daß die Arbeitskolben wieder die in Abb. i gezeichnete Stellung einnehmen,
die Pumpenwelle also,auf Späteinspritzung gestellt wird.
-
Die Drehzahl, bei welcher das selbsttätige Umschalten von Spät- auf
Früheinspritzung erfolgt, kann durch entsprechende Bemessung und Vorspannung der
Federn 18 beliebig gewählt werden. Das Umschalten erfolgt unabhängig von der Höhe
des Schmierstoffdruckes, also auch unabhängig von der jeweiligen Temperatur bzw.
Zähigkeit des Schmierstoffes, da die Anordnung so getroffen ist, daß der vom Schmierstoff
auf dieArbeitskolben der Vorrichtung ausgeübte Druck bei einseitigem Wirken unter
allenUmständen dasVielfache dessen beträgt, was zur Überwindung des Widerstandsmomentes
der Einspriepumpe und der Spannung der Federn 15 erforderlich ist.
-
Weitere Vorteile der beschriebenen Vorrichtung bestehen darin, daß
infolge ihrer Unterbringung im Antriebszahnra,d der Pumpe keine Vergrößerung der
Baulänge eintritt, daß sie keiner Abnutzung unterworfen ist und innerhalb eines
großen Drehzahlbereiches schwingungsdämpfend wirkt.