EP0115481A2 - Elektronisch-hydraulisches Stellsystem zum Einstellen des Förderbeginnes von Einspritzpumpen für Einspritzbrennkraftmaschinen - Google Patents

Elektronisch-hydraulisches Stellsystem zum Einstellen des Förderbeginnes von Einspritzpumpen für Einspritzbrennkraftmaschinen Download PDF

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EP0115481A2
EP0115481A2 EP84890023A EP84890023A EP0115481A2 EP 0115481 A2 EP0115481 A2 EP 0115481A2 EP 84890023 A EP84890023 A EP 84890023A EP 84890023 A EP84890023 A EP 84890023A EP 0115481 A2 EP0115481 A2 EP 0115481A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
injection
internal combustion
combustion engine
pressure
actuator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP84890023A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0115481A3 (de
Inventor
Jaroslaw Dipl.-Ing. Hlousek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Friedmann and Maier AG
Original Assignee
Friedmann and Maier AG
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Publication date
Application filed by Friedmann and Maier AG filed Critical Friedmann and Maier AG
Publication of EP0115481A2 publication Critical patent/EP0115481A2/de
Publication of EP0115481A3 publication Critical patent/EP0115481A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D1/00—Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type
    • F02D1/16—Adjustment of injection timing
    • F02D1/18—Adjustment of injection timing with non-mechanical means for transmitting control impulse; with amplification of control impulse
    • F02D1/183—Adjustment of injection timing with non-mechanical means for transmitting control impulse; with amplification of control impulse hydraulic

Definitions

  • the invention relates to an electronic-hydraulic control system for setting the start of delivery of injection pumps for injection internal combustion engines, in particular for fuel injection in a diesel engine, with a memory for the program to be executed with a processor having data inputs to which sensors for the speed selector or accelerator pedal position and operating parameters of the Machine, such as temperatures and pressures, as well as speed and torque, if any, are connected, and with an output to which a solenoid valve for a hydraulic, designed as a single-acting cylinder, which engages in the transmission mechanism for driving the injection pump (s) against the action of a suspension Actuator is connected, the working space via a check valve opening to the working space with the pressure side of a fuel delivery pump driven by the internal combustion engine and supplying the suction space of the injection pump (s) and via the solenoid valve is connected to a return line.
  • the injection systems currently used for injection internal combustion engines consist of an injection unit, injection lines, and nozzle holders and nozzles.
  • the injection pressure generated in the fuel injection pump propagates through the E inspritz einen the speed of sound to the nozzle holders from. Due to the constant speed of sound, the time required for this is independent of the speed of the internal combustion engine. This means that with increasing speed, the pressure wave, based on the position of the piston of the internal combustion engine, always reaches the nozzle-nozzle holder combination later. To always be in the correct position for the position of the piston regardless of the speed of the internal combustion engine to inject, it is therefore necessary to place the start of delivery of the injection pump further before top dead center of the internal combustion engine with increasing speed. For currently used injection adjusters, this is achieved via a centrifugal speed sensor or a speed measuring device, which generates a signal proportional to the speed, which rotates the injection pump shaft relative to its drive shaft.
  • the torque required for the relative rotation of the injection pump shaft with respect to its drive shaft fluctuates periodically and reaches very high peak values, since the entire drive torque for the camshaft of the injection pump is passed through the injection adjuster mechanism.
  • the adjustment mechanism which is based on the aforementioned principle of relative rotation from the injection pump shaft to the drive shaft, must be able to deliver a large torque.
  • the hydraulics are a technically sensible work system.
  • An electronic-hydraulic actuating system of the above indicated type is 29 23 445 ig from DE-OS known and in F. 3 as a variant of the embodiment according to FIG. 1 of this published specification.
  • the known control system is primarily designed to extend the delivery time and at least during the Injection pump delivery due to the restoring and reaction force by targeted control of a liquid flow from the working space of the hydraulic actuator whose piston is displaceable against the liquid pressure.
  • the pressure fluid for the hydraulic actuator is supplied by the fuel feed pump driven by the internal combustion engine, and when the internal combustion engine is slowly turned by means of the electric starter, the fluid pressure is built up only slowly and the piston of the actuator takes up when the solenoid valve is closed and because of that in the supply line arranged check valve that position which was given to him when the internal combustion engine was switched off. This position will generally not match the position desired for the cold start of the internal combustion engine.
  • the solenoid valve blocks the connection between the actuator's work space and the return line in the event of a failure of the electronics or a power failure of the on-board electrical system, and because of the check valve provided in the inlet line, the piston of the actuator is set to the maximum speed of the internal combustion engine with which it was operated , corresponding position are shifted and maintain this position, even if the internal combustion engine is then operated at low speed.
  • an emergency operation of the internal combustion engine that may be required, in which optimal operating conditions are not available per se, is further deteriorated and made more difficult.
  • the invention aims to avoid these disadvantages and with the control system favorable operating conditions for the internal combustion engine on the one hand for the cold start and on the other hand to create an emergency operation of the internal combustion engine in the event of a failure of the electronics or the vehicle electrical system voltage.
  • the invention in an electronic-hydraulic control system of the type specified at the outset, consists in that an electrically driven fuel feed pump is connected in parallel with the fuel feed pump driven by the internal combustion engine, that the suction space of the injection pump (s) is connected via a pressure control valve and one in series with it horizontal throttle is in constant communication with the return line and that a throttle is connected in a known manner to the check valve lying in the pressure line leading to the working space of the actuator.
  • the additionally provided electrically driven fuel feed pump ensures, in the shortest possible time, that a sufficient fluid pressure is built up to supply the actuator in order to be able to achieve the desired advance of the injection timing.
  • the additional, electrically driven fuel delivery pump can also support the rapid advance of the injection timing in dynamic processes, for example when accelerating the internal combustion engine.
  • the liquid pressure on the pressure side of the fuel feed pumps and in the suction chamber of the injection pump is influenced by the pressure holding valve and the throttle in series with it.
  • the throttle is designed such that when only the fuel feed pump driven by the internal combustion engine is in operation and the solenoid valve shuts off the working space of the actuator towards the return line, the liquid pressure is a function of the feed pump speed, the maximum pressure being determined by the pressure maintaining valve.
  • the control system is preferably designed in such a way that a permanent magnet, preferably two permanent magnets, is or are provided as the actual value generator for the movable member of the actuator and that on an immovable part of the Actuator is arranged with the permanent magnets cooperating, preferably using the Hall effect magnetic field sensor, which is electrically connected to the processor.
  • the north pole is expediently oriented from one and the south pole from the other to the magnetic field sensor.
  • the position of the movable member of the actuator is a measure of the mutual rotation of the drive shaft and the camshaft of the injection pump, ie for the adjustment of the start of injection.
  • FIG. 1 shows an injection adjuster for the actuating system according to the invention in axial section
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of the actuating system according to the invention.
  • the drive-side end of the camshaft 1 of an injection pump 2 has an oblique external toothing 3.
  • a hollow shaft stub 6 connected to a drive flange 5 is rotatably mounted in the housing 4 of the injection adjuster at the extended end of the camshaft 1, which is nearby its end 7 adjacent to the oblique external toothing 3 has straight external toothing 8.
  • the two external toothings 3 and 8 are overlapped by a sliding sleeve 9, each of which has a corresponding internal toothing 10 and 11, each meshing with one of these external toothings.
  • a helical compression spring 12 is supported on the sliding sleeve 9, the other end of which is supported on a pressure ring 13 is present, which in turn is supported on the drive flange 5.
  • the sliding sleeve 9 is overlapped by a tubular support 14, on which the inner ring of a rolling bearing 15 is seated.
  • the outer ring of the roller bearing 15 is connected to an annular piston 16 of the hydraulic actuator.
  • the working space for the piston 16 is delimited by an inner end wall and an inner circumferential wall of the housing 4 and by a guide bush 17 inserted into the housing 4.
  • the guide bushing 17 and the housing 4 are connected to the injection pump 2 by means of screws 18.
  • the housing 4 of the injection adjuster is closed with a cover 19.
  • the piston 16 carries two seals 20, 21, which seal against the guide bush 17 or against the inner peripheral wall of the housing 4.
  • Two oppositely oriented permanent magnets 22 and 23 are embedded in two radial bores of the piston 16 from its outer peripheral region.
  • a check valve 24 opening to this working space is provided, the closure member of which is pressed against the seat by a helical compression spring and penetrated by an axial bore of small diameter, which acts as a throttle 25.
  • the seat of the check valve 24 is formed on an inlet screw connection 26 through which the components of the check valve are held in a bore of the housing 4.
  • a solenoid valve 27 is provided for controllable pressure relief of the work space.
  • the pressure fluid in the present case the fuel for the internal combustion engine, passes from the pressure medium inlet 28 through the check valve 24 and a bore 29 in the housing 4 to the working space on the end face of the piston 16.
  • the bore 29 there is a bore 30 parallel to the axis of the injection adjuster Connection to which a bore 31 leading to the solenoid valve 27 connects.
  • a valve seat 32 is arranged, with the free end face of which the closure member 33 of the solenoid valve 27 interacts. From the space surrounding the valve seat 32 and the closure member 33, a threaded bore 34 leads to the connection of a return line 35 to the outside of the housing 4.
  • a processor 36 having a memory for a program to be executed is provided for handling the control and regulating processes Output the winding 37 of the solenoid valve 27 is connected. When current flows through the winding 37, the closure member 33 is lifted against the force of a compression spring 38 from the valve seat 32.
  • a magnetic field sensor 39 which cooperates with the two oppositely oriented permanent magnets 22 and 23 and uses the Hall effect and is electrically connected to an input of the processor, serves to record the actual position of the piston 16. The current position of the piston 16 can thus be precisely determined within a total adjustment path of, for example, 13 mm.
  • Encoders for the speed selector or accelerator pedal position and operating variables of the internal combustion engine, such as temperatures and pressures, as well as speed and, if applicable, torque, are connected to further data inputs 40 of processor 36.
  • FIG. 2 schematically shows an electronic-hydraulic control system designed according to the invention.
  • a mechanical fuel delivery pump 50 indicated in the injection pump 2, like the injection pump, is driven by the internal combustion engine via the injection adjuster 51.
  • a fuel feed pump 52 which can be driven by an electric motor 53, is connected in parallel to this fuel feed pump 50 driven by the internal combustion engine.
  • An overpressure valve 54 is used to limit the maximum delivery pressure of one or both of these fuel delivery pumps.
  • the delivered fuel passes through a filter 55 into the suction chamber of the injection pump 2 and from there on the one hand precisely metered to the injection nozzles of the internal combustion engine and on the other hand via an outlet 56 to the check valve 24 parallel throttle 25.
  • the pressure of the fuel which is also used as hydraulic fluid, is influenced by a pressure-maintaining valve 58 connected to an outlet 57 of the suction chamber of the injection pump 2 with a subsequent throttle 59, the throttle 59 and the outlet of the solenoid valve 27 being connected to the return line 35 leading to the tank 60.
  • the throttle 59 is designed so that the liquid pressure in the suction chamber of the injection pump 2, which acts as a pressure medium source, when only the mechanical fuel pump 50 is in operation and the solenoid valve 27 is continuously closed, a function of the speed of the fuel pump 50 and thus the speed of the internal combustion engine is, the minimum pressure is given by the pressure holding valve 58.
  • the maximum fluid pressure is then reached at the nominal speed of the internal combustion engine and results in the maximum advance adjustment of the spray adjuster. In this way, the emergency operation of the internal combustion engine is ensured, the solenoid valve 27 being constantly closed and the electrically driven fuel feed pump 52 being out of operation. Changes in the fluid pressure caused by changes in the speed of the internal combustion engine act on the piston 16 through the throttle 25. In the event of a cold start of the internal combustion engine, the action of the electrically driven fuel feed pump 52 means that the liquid pressure required for maximum advance adjustment of the injection adjuster 51 is available in a very short time, without the need for a special pressure accumulator for this purpose, the effectiveness of which after a very long time Business interruption is questionable anyway.
  • the electronics can intervene at any time and, via the processor 36, either switch on the electrically driven fuel delivery pump 52 to increase the pressure or open the solenoid valve 27 to reduce the liquid pressure in the spray adjuster 51, in order to set the most favorable injection point in all operating conditions.

Landscapes

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Abstract

Bei einem elektronisch-hydraulischen Stellsystem zum Einstellen des Förderbeginnes einer Einspritzpumpe (2) für eine Einspritzbrennkraftmaschine ist ein gegen die Wirkung einer Feder in den Übertragungsmechanismus für den Antrieb der Einspritzpumpe (2) eingreifendes, als einfachwirkender Zylinder ausgebildetes hydraulisches Stellglied (51) vorgesehen, dessen Arbeitsraum über ein zum Arbeitsraum öffnendes Rückschlagventil (24) und eine zu diesem parallelgeschaltete Drossel (25) mit der Druckseite einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen, den Saugraum der Einspritzpumpe (2) versorgenden Brennstofförderpumpe (50), zu der eine elektrisch angetriebene Brennstofförderpumpe (52) parallelgeschaltet ist, und über ein Magnetventil (27) mit einer Rücklaufleitung in Verbindung steht, wobei der Saugraum der Einspritzpumpe (2) über ein Druckhalteventil (58) und eine mit diesem in Reihe liegende Drossel (59) mit der Rücklaufleitung in ständiger Verbindung steht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektronisch-hydraulisches Stellsystem zum Einstellen des Förderbeginnes von Einspritzpumpen für Einspritzbrennkraftmaschinen, insbesondere zur Brennstoffeinspritzung bei einem Dieselmotor, mit einem einen Speicher für das auszuführende Programm aufweisenden Prozessor mit Dateneingängen, an welche Geber für die Drehzahlwählglied- bzw. Fahrpedalstellung und Betriebsgrößen der Maschine, wie Temperaturen und Drücke sowie Drehzahl und gegebenenfalls abgegebenes Drehmoment, angeschlossen sind, und mit einem Ausgang, an welchen ein Magnetventil für ein gegen die Wirkung einer Federung in den Ubertragungsmechanismus für den Antrieb der Einspritzpumpe(n) eingreifendes, als einfachwirkender Zylinder ausgebildetes hydraulisches Stellglied angeschlossen ist, dessen Arbeitsraum über ein zum Arbeitsraum öffnendes Rückschlagventil mit der Druckseite einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen, den Saugraum der Einspritzpumpe(n) versorgenden Brennstofförderpumpe und über das Magnetventil mit einer Rücklaufleitung in Verbindung steht.
  • Die derzeit verwendeten Einspritzsysteme für Einspritzbrennkraftmaschinen bestehen aus einem Einspritzaggregat, Einspritzleitungen sowie Düsenhalter und Düsen. Der in der Einspritzpumpe erzeugte Einspritzdruck breitet sich durch die Einspritzleitungen mit Schallgeschwindigkeit zu den Düsenhaltern aus. Die dafür benötigte Zeit ist auf Grund der konstanten Schallgeschwindigkeit unabhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine. Dies bedeutet, daß bei zunehmender Drehzahl die Druckwelle, bezogen auf die Lage des Kolbens der Brennkraftmaschine, immer später an die Düsen-Düsenhalter--Kombination gelangt. Um unabhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine immer lagerichtig zur Stellung des Kolbens einzuspritzen, ist es daher notwendig, mit steigender Drehzahl den Förderbeginn der Einspritzpumpe weiter vor den oberen Totpunkt der Brennkraftmaschine zu legen. Für derzeit verwendete serienmäßige Spritzversteller wird dies über einen Fliehkraftdrehzahlgeber oder über ein Drehzahlmeßwerk erreicht, welches ein der Drehzahl proportionales Signal erzeugt, das die Einspritzpumpenwelle gegenüber ihrer Antriebswelle relativ verdreht.
  • Auf Grund von Abgasgesetzgebung und der Optimierung des Brennstoffverbrauches ist es notwendig geworden, den Förderbeginn der Einspritzpumpe nicht nur als Funktion der Drehzahl, sondern auch als Funktion der Belastung der Brennkraftmaschine zu steuern bzw. zu regeln. Weiters kann eine Veränderung des Förderbeginnes der Einspritzpumpe beim Kaltstart der Brennkraftmaschine als Funktion der Lufttemperatur erwünscht sein.
  • Das für die Relativverdrehung der Einspritzpumpenwelle gegenüber ihrer Antriebswelle erforderliche Drehmoment schwankt periodisch und erreicht sehr hohe Spitzenwerte, da das gesamte Antriebsdrehmoment für die Nockenwelle der Einspritzpumpe durch den Spritzverstellermechanisums durchgeleitet wird. Für eine last- und drehzahlabhängige Spritzverstellung muß daher der Verstellmechanismus, der auf dem erwähnten Prinzip der Relativverdrehung von Einspritzpumpenwelle zu Antriebswelle beruht, ein großes Drehmoment liefernkönnen. Als technisch sinnvolles Arbeitssystem bietet sich hiefür die Hydraulik an.
  • Ein elektronisch-hydraulisches Stellsystem der eingangs angegebenen Art ist aus der DE-OS 29 23 445 bekannt und in Fig. 3 als Variante zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1 dieser Offenlegungsschrift dargestellt. Das bekannte Stellsystem ist in erster Linie dazu eingerichtet, daß zur Förderzeitverlängerung und mindestens während der Einspritzpumpenförderung auf Grund der Rückstell- und Reaktionskraft durch gezielte Steuerung eines Flüssigkeitsstromes aus dem Arbeitsraum des hydraulischen Stellgliedes dessen Kolben entgegen dem Flüssigkeitsdruck verschiebbar ist.
  • Für den Kaltstart eines Dieselmotors ist eine maximale Vorverlegung des Einspritzzeitpunktes erwünscht. Beim bekannten Stellsystem wird die Druckflüssigkeit für das hydraulische Stellglied von der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Brennstofförderpumpe geliefert und beim langsamen Durchdrehen der Brennkraftmaschine mit Hilfe des elektrischen Anlassers wird der Flüssigkeitsdruck nur langsam aufgebaut und der Kolben des Stellgliedes nimmt bei geschlossenem Magnetventil und wegen des in der Zulaufleitung angeordneten Rückschlagventils jene Stellung ein, die ihm beim Abstellen der Brennkraftmaschine erteilt worden ist. Diese Stellung wird im allgemeinen nicht mit der für den Kaltstart der Brennkraftmaschine erwünschten Stellung übereinstimmen. Weiters sperrt das Magnetventil bei Ausfall der Elektronik oder bei einem Stromausfall des Bordnetzes die Verbindung zwischen dem Arbeitsraum des Stellgliedes und der Rücklaufleitung und wegen des in der Zulaufleitung vorgesehenen Rückschlagventils wird der Kolben des Stellgliedes in die der maximalen Drehzahl der Brennkraftmaschine, mit welcher diese betrieben wurde, entsprechende Stellung verschoben werden und diese Stellung beibehalten, auch wenn danach die Brennkraftmaschine mit niedriger Drehzahl betrieben wird. Dadurch wird ein gegebenenfalls erforderlicher Notbetrieb der Brennkraftmaschine, bei welchem an und für sich optimale Betriebsverhältnisse nicht vorliegen, noch weiter verschlechtert und erschwert.
  • Die Erfindung zielt darauf ab, diese Nachteile zu vermeiden und mit dem Stellsystem günstige Betriebsbedingungen für die Brennkraftmaschine auch einerseits für den Kaltstart und anderseits für einen Notbetrieb der Brennkraftmaschine bei Ausfall der Elektronik oder der Bordnetzspannung zu schaffen. Zu diesem Zweck besteht bei einem elektronisch-hydraulischen Stellsystem der eingangs angegebenen Art die Erfindung darin, daß zu der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Brennstofförderpumpe eine elektrisch angetriebene Brennstofförderpumpe parallelgeschaltet ist, daß der Saugraum der Einspritzpumpe(n) über ein Druckhalteventil und eine mit diesem in Reihe liegende Drossel mit der Rücklaufleitung in ständiger Verbindung steht und daß in an sich bekannter Weise zu dem in der zum Arbeitsraum des Stellgliedes führenden Druckleitung liegenden Rückschlagventil eine Drossel parallelgeschaltet ist.
  • Die zusätzlich vorgesehene elektrische angetriebene Brennstofförderpumpe sorgt beim Einleiten eines Startvorganges in kürzester Zeit für den Aufbau eines hinreichenden Flüssigkeitsdruckes zum Versorgen des Stellgliedes, um die erwünschte Vorverlegung des Einspritzzeitpunktes erzielen zu können. Die zusätzliche, elektrisch angetriebene Brennstofförderpumpe kann außerdem bei dynamischen Vorgängen, beispielsweise beim Beschleunigen der Brennkraftmaschine, die schnelle Vorverstellung des Einspritzzeitpunktes unterstützen. Der an der Druckseite der Brennstofförderpumpen und im Saugraum der Einspritzpumpe vorhandene Flüssigkeitsdruck wird durch das Druckhalteventil und die mit diesem in Reihe liegende Drossel beeinflußt. Die Drossel ist so ausgelegt, daß, wenn nur die von der Brennkraftmaschine angetriebene Brennstofförderpumpe in Tätigkeit ist und das Magnetventil den Arbeitsraum des Stellgliedes zur Rücklaufleitung hin absperrt, der Flüssigkeitsdruck eine Funktion der Förderpumpendrehzahl ist, wobei der maximale Druck durch das Druckhalteventil bestimmt ist. Der maximale Druck wird dann bei der Nenndrehzahl der Brennkraftmaschine erreicht, wobei sich die maximale Vorverstellung des Spritzverstellers ergibt. Im Zusammenhang damit werden günstige Bedingungen für einen Notbetrieb der Brennkraftmaschine dadurch geschaffen, daß zu dem in der zum Arbeitsraum des Stellgliedes führenden Druckleitung liegenden Rückschlagventil eine Drossel parallelgeschaltet ist, wodurch bei Ausfall der Elektronik oder der Bordnetzspannung und somit geschlossen bleibendem Magnetventil sowie stillstehender elektrisch angetriebener Brennstofförderpumpe eine einfache drehzahlabhängige Verstellung des Einspritzzeitpunktes erfolgt.
  • Zur Erfassung der Ist-Lage des Stellgliedes ist das Stellsystem vorzugsweise in der Weise ausgebildet, daß als Ist-wertgeber für das bewegliche Organ des Stellgliedes am beweglichen Organ ein Permanentmagnet, vorzugsweise zwei Permanentmagnete, vorgesehen ist bzw. sind und daß an einem unbeweglichen Teil des Stellgliedes ein mit den Permanentmagneten zusammenwirkender,' vorzugsweise unter Ausnützung des Hall-Effektes arbeitender Magnetfeldaufnehmer angeordnet ist, der mit dem Prozessor elektrisch verbunden ist. Bei zwei Permanentmagneten ist zweckmäßig von einem der Nordpol und vom anderen der Südpol zum Magnetfeldaufnehmer orientiert. Die Lage des beweglichen Organs des Stellgliedes ist ein Maß für die gegenseitige Verdrehung der Antriebswelle und der Nockenwelle der Einspritzpumpe, also für die Verstellung des Einspritzbeginnes.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen Spritzversteller für das erfindungsgemäße Stellsystem im Axialschnitt und Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Stellsystems.
  • Gemäß Fig. 1 weist das antriebsseitige Ende der Nockenwelle 1 einer Einspritzpumpe 2 eine schräge Außenverzahnung 3 auf. Im Gehäuse 4 des Spritzverstellers ist am verlängerten Ende der Nockenwelle 1 ein mit einem Antriebsflansch 5 verbundener hohler Wellenstummel 6 drehbar gelagert, der in der Nähe seines der schrägen Außenverzahnung 3 benachbarten Endes 7 eine gerade Außenverzahnung 8 aufweist. Die beiden Außenverzahnungen 3 und 8 sind von einer Schiebemuffe 9 übergriffen, die je eine mit je einer dieser Außenverzahnungen kämmende entsprechende Innenverzahnung 10 bzw. 11 aufweist. Bei einer axialen Verschiebung der Schiebemuffe 9 ausgehend von der gezeichneten Lage nach rechts erfolgt aufgrund der schrägen Verzahnung 3, 10 eine Relativverdrehung der Nockenwelle 1 gegenüber dem Antriebsflansch 5. An der Schiebemuffe 9 ist ein Ende einer Schraubendruckfeder 12 abgestützt, deren anderes Ende an einem Druckring 13 anliegt, der sich seinerseits am Antriebsflansch 5 abstützt. Die Schiebemuffe 9 ist von einem rohrförmigen Träger 14 übergriffen, an welchem der Innenring eines Wälzlagers 15 sitzt. Der Außenring des Wälzlagers 15 ist mit einem ringförmigen Kolben 16 des hydraulischen Stellgliedes verbunden. Der Arbeitsraum für den Kolben 16 ist von einer inneren Stirnwand und einer inneren Umfangswand des Gehäuses 4 sowie von einer in das Gehäuse 4 eingesetzten Führungsbüchse 17 begrenzt. Die Führungsbüchse 17 und das Gehäuse 4 sind mittels Schrauben 18 mit der Einspritzpumpe 2 verbunden. Antriebsseitig ist das Gehäuse 4 des Spritzverstellers mit einem Deckel 19 verschlossen. Der Kolben 16 trägt zwei Dichtungen 20, 21, die gegen die Führungsbüchse 17 bzw. gegen die innere Umfangswand des Gehäuses 4 abdichten. In zwei radiale Bohrungen des Kolbens 16 sind von dessen äußerem Umfangsbereich her zwei entgegengesetzt orientierte Permanentmagnete 22 und 23 eingelassen.
  • Im Zulaufweg der Druckflüssigkeit zu dem vor der Stirnseite des Kolbens 16 gelegenen Arbeitsraum ist ein zu diesem Arbeitsraum öffnendes Rückschlagventil 24 vorgesehen, dessen von einer Schraubendruckfeder gegen den Sitz gedrücktes Verschlußglied von einer axialen Bohrung kleinen Durchmessers durchsetzt ist, welche als Drossel 25 wirkt. Der Sitz des Rückschlagventils 24 ist an einer Zuflußverschraubung 26 ausgebildet, durch welche die Bauteile des Rückschlagventils in einer Bohrung des Gehäuses 4 gehalten sind. Für eine steuerbare Druckentlastung des Arbeitsraumes ist ein Magnetventil 27 vorgesehen.
  • Die Druckflüssigkeit, im vorliegenden Fall der Brennstoff für die Brennkraftmaschine, gelangt vom Druckmittelzulauf 28 durch das Rückschlagventil 24 und eine Bohrung 29 im Gehäuse 4 zum Arbeitsraum an der Stirnseite des Kolbens 16. Mit der Bohrung 29 steht eine zur Achse des Spritzverstellers parallele Bohrung 30 in Verbindung, an welche eine zum Magnetventil 27 führende Bohrung 31 anschließt. An der Mündung dieser Bohrung 31 ist ein Ventilsitz 32 angeordnet, mit dessen freier Stirnseite das Verschlußglied 33 des Magnetventils 27 zusammenwirkt. Von dem den Ventilsitz 32 und das Verschlußglied 33 umgebenden Raum führt eine Gewindebohrung 34 für den Anschluß einer Rücklaufleitung 35 zur Außenseite des Gehäuses 4. Für die Abwicklung der Steuer- und Regelvorgänge ist ein einen Speicher für ein auszuführendes Programm aufweisender Prozessor 36 vorgesehen, an dessen Ausgang die Wicklung 37 des Magnetventils 27 angeschlossen ist. Beim Stromdurchgang durch die Wicklung 37 wird das Verschlußglied 33 gegen die Kraft einer Druckfeder 38 vom Ventilsitz 32 abgehoben. Zur Erfassung der Ist-Lage des Kolbens 16 dient ein mit den beiden entgegengesetzt orientierten Permanentmagneten 22 und 23 zusammenwirkender, unter Ausnützung des Hall-Effektes arbeitender Magentfeldaufnehmer 39, der mit einem Eingang des Prozessors elektrisch verbunden ist. Damit läßt sich die momentane Stellung des Kolbens 16 innerhalb eines Gesamtverstellweges von beispielsweise 13 mm genau bestimmen. An weitere Dateneingänge 40 des Prozessors 36 sind Geber für die Drehzahlwählglied- bzw. Fahrpedalstellung und Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine, wie Temperaturen und Drücke sowie Drehzahl und gegebenenfalls abgegebenes Drehmoment, angeschlossen.
  • In Fig. 2 ist ein erfindungsgemäß ausgebildetes elektronisch--hydraulisches Stellsystem schematisch dargestellt. Eine in der Einspritzpumpe 2 angedeutete mechanische Brennstofförderpumpe 50 ist ebenso wie die Einspritzpumpe über den Spritzversteller 51 von der Brennkraftmaschine angetrieben. Zu dieser von der Brennkraftmaschine angetriebenen Brennstofförderpumpe 50 ist eine Brennstofförderpumpe 52 parallelgeschaltet, die von einem Elektromotor 53 antreibbar ist. Zum Begrenzen des maximalen Förderdruckes einer oder beider dieser Brennstofförderpumpen dient ein überdruckventil 54. Der geförderte Brennstoff gelangt durch ein Filter 55 in den Saugraum der Einspritzpumpe 2 und von dort einerseits genau dosiert zu den Einspritzdüsen der Brennkraftmaschine und anderseits über einen Auslaß 56 zum Rückschlagventil 24 mit parallel liegender Drossel 25. Durch den Einschluß der im Arbeitsraum des Spritzverstellers 51 befindlichen Druckflüssigkeit zwischen dem Rückschlagventil 24 und dem Magnetventil 27 ist eine ausreichende Hemmung des Spritzverstellers gegen eine unbeabsichtigte Verstellung desselben durch Rückwirkungen von der Einspritzpumpe her sichergestellt, so daß die Schrägverzahnung 3, 10 (Fig.l) eine beliebige Steigung erhalten kann und nicht selbsthemmend angeführt zu werden braucht.
  • Der Druck des auch als Hydraulikflüssigkeit verwendeten Brennstoffes wird durch ein an einen Auslaß 57 des Saugraumes der Einspritzpumpe 2 angeschlossenes Druckhalteventil 58 mit nachfolgender Drossel 59 beeinflußt, wobei die Drossel 59 und der Auslaß des Magnetventils 27 an die zum Tank 60 führende Rücklaufleitung 35 angeschlossen sind. Die Drossel 59 ist so ausgelegt, daß der Flüssigkeitsdruck in dem als Druckmittelquelle fungierenden Saugraum der Einspritzpumpe 2, wenn nur die mechanische Brennstofförderpumpe 50 in Betrieb ist und das Magnetventil 27 ständig geschlossen ist, eine Funktion der Drehzahl der Brennstofförderpumpe 50 und somit der Drehzahl der Brennkraftmaschine ist, wobei der minimale Druck durch das Druckhalteventil 58 gegeben ist. Der maximale Flüssigkeitsdruck wird dann bei der Nenndrehzahl der Brennkraftmaschine erreicht und ergibt die maximale Vorverstellung des Spritzverstellers. Auf diese Weise wird der Notbetrieb der Brennkraftmaschine sichergestellt, wobei das Magnetventil 27 ständig geschlossen ist und die elektrisch angetriebene Brennstofförderpumpe 52 außer Betrieb ist. Durch Drehzahländerungen der Brennkraftmaschine bedingte Änderungen des Flüssigkeitsdruckes kommen durch die Drossel 25 auf den Kolben 16 zur Wirkung. Bei einem Kaltstartvorgang der Brennkraftmaschine steht durch die Wirkung der elektrisch angetriebenen Brennstofförderpumpe 52 in kürzester Zeit der für eine maximale Vorverstellung des Spritzverstellers 51 erforderliche Flüssigkeitsdruck zur Verfügung, ohne daß für diesen Zweck ein besonderer Druckspeicher vorhanden zu sein braucht, dessen Wirksamkeit übrigens nach einer sehr langen Betriebsunterbrechung ohnedies fraglich ist. Beim Betrieb der Brennkraftmaschine kann zusätzlich zu dem von der mechanischen Brennstofförderpumpe 50 erzeugten drehzahlabhängigen Flüssigkeitsdruck die Elektronik jederzeit eingreifen und über den Prozessor 36 entweder die elektrisch angetriebene Brennstofförderpumpe 52 zur Druckerhöhung zusätzlich einschalten oder zum Vermindern des Flüssigkeitsdruckes im Spritzversteller 51 das Magnetventil 27 öffnen, um unter allen Betriebsbedingungen den günstigsten Einspritzzeitpunkt einzustellen.

Claims (2)

1. Elektronisch-hydraulisches Stellsystem zum Einstellen des Förderbeginnes von Einspritzpumpen (2) für Einspritzbrennkraftmaschinen, insbesondere zur Brennstoffeinspritzung bei einem Dieselmotor, mit einem einen Speicher für das auszuführende Programm aufweisenden Prozessor (36) mit Dateneingängen (40), an welche Geber für die Drehzahlwählglied- bzw. Fahrpedalstellung und Betriebsgrößen der Maschine, wie Temperaturen und Drücke sowie Drehzahl und gegebenenfalls abgegebenes Drehmoment, angeschlossen sind, und mit einem Ausgang, an welchen ein Magnetventil (27) für ein gegen die Wirkung einer Federung (12) in den übertragungsmechanismus für den Antrieb der Einspritzpumpe(n) (2) eingreifendes, als einfachwirkender Zylinder ausgebildetes hydraulisches Stellglied (51) angeschlossen ist, dessen Arbeitsraum über ein zum Arbeitsraum öffendes Rückschlagventil (24) mit der Druckseite einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen, den Saugraum der Einspritzpumpe(n) (2) versorgenden Brennstofförderpumpe (50) und über das Magnetventil (27) mit einer Rücklaufleitung (35) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß zu der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Brennstofförderpumpe (50) eine elektrisch angetriebene Brennstofförderpumpe (52) parallelgeschaltet ist, daß der Saugraum der Einspritzpumpe(n) (2) über ein Druckhalteventil (58) und eine mit diesem in Reihe liegende Drossel (59) mit der Rücklaufleitung in ständiger Verbindung steht und daß in an sich bekannter Weise zu dem in der zum Arbeitsraum des Stellgliedes (51) führenden Druckleitung liegenden Rückschlagventil (24) eine Drossel (25) parallelgeschaltet ist.
2. Stellsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ist-Wertgeber für das bewegliche Organ des Stellgliedes am beweglichen Organ ein Permanentmagnet, vorzugsweise zwei Permanentmagnete (22, 23), vorgesehen ist bzw. sind, und daß an einem unbeweglichen Teil des Stellgliedes ein mit den Permanentmagneten zusammenwirkender, vorzugsweise unter Ausnützung des Hall-Effektes arbeitender Magnetfeldaufnehmer (37) angeordnet ist, der mit dem Prozessor (36) elektrisch verbunden ist.
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