EP0147555A2 - Einrichtung zur Verstellung des Zündzeitpunktes für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Einrichtung zur Verstellung des Zündzeitpunktes für Brennkraftmaschinen Download PDF

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EP0147555A2
EP0147555A2 EP84112554A EP84112554A EP0147555A2 EP 0147555 A2 EP0147555 A2 EP 0147555A2 EP 84112554 A EP84112554 A EP 84112554A EP 84112554 A EP84112554 A EP 84112554A EP 0147555 A2 EP0147555 A2 EP 0147555A2
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EP
European Patent Office
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diaphragm
working chamber
distributor according
combustion engine
idle
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Jürgen Dipl.-Ing. Assenheimer (FH)
Heinz Berger
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Robert Bosch GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/05—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using mechanical means
    • F02P5/10—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using mechanical means dependent on fluid pressure in engine, e.g. combustion-air pressure
    • F02P5/103—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using mechanical means dependent on fluid pressure in engine, e.g. combustion-air pressure dependent on the combustion-air pressure in engine

Definitions

  • the invention is based on an ignition distributor for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • ignition distributors with an early adjustment of the ignition timing in idle mode, fuel savings of a few percent per 100 driving kilometers are achieved. As is well known, this early adjustment is only used with electronically generated ignition adjustment lines. Ignition distributors with a mechanical device for a corresponding adjustment both at partial load and at idle or separation of the start and idle ignition angle are not known.
  • the ignition timing is adjusted starting from the starting angle (basic setting) after early, both at partial load and at idle speed, by a mechanical device that is simple and safe acting structure.
  • Single cans for early adjustment in partial-load operation and so-called double cans with an additional late can, which serves for exhaust gas detoxification, are notoriously known, which adjusts the ignition timing after idling in idle and push mode.
  • the invention takes advantage of the fact that when the throttle valve is open, the partial load vacuum on the throttle valve and the suction chamber vacuum in the flow direction behind it are almost identical.
  • FIG. 1 shows a reduced, scaled representation of the top view of an ignition distributor without a distributor flap with attached device and its connections to the intake manifold of the internal combustion engine;
  • Figure 2 shows the axial section of the device in an enlarged view; and
  • Figure 3 shows the diagram with the adjustment line at idle and at partial load.
  • FIG. 1 shows a housing 10 of an ignition distributor for internal combustion engines with a plate 11 pivotably mounted therein about a shaft 12 and on which an interrupter contact set 13 is fastened.
  • a device for adjusting the ignition timing after early at partial load and when the internal combustion engine is idling is designed as a vacuum socket 14 and fastened to the housing 10 by a base 15.
  • a pull rod 16 designed as a linkage is articulated on the one hand via a bolt 17 on the plate 11 and, on the other hand, is fastened to a membrane 28 (FIG. 2) of the vacuum box 14.
  • the socket 14 connects a line 18 to the suction area 19 shortly before the throttle valve 21 of the intake duct 20 of the internal combustion engine and a line 22 to the suction area 23 in the flow direction 24 behind the throttle valve 21.
  • the idle state is shown when the throttle valve 21 is closed with atmospheric pressure in the suction area 19 and with negative pressure in the suction area 23. From partial load with only slightly opened throttle valve 21 'to full load, the negative pressure in both suction areas 19, 23 is approximately the same.
  • the vacuum box 14 fastened by the base 15 to the housing 10 (FIG. 2) of the ignition distributor has a working chamber 25 formed by a first half-shell 26 and a common membrane 27, into which the line 18 opens. Furthermore, the vacuum box 14 has an idle working chamber 29 formed by the common membrane 27 under a membrane 28 which is constantly acted upon by atmospheric pressure, into which the lei tion 22 opens.
  • a ring 30 made of plastic has an outer region 31, which is crimped in the first half-shell 26 and a second half-shell 32 with the interposition of both membranes 27, 28, and whose inner region 33 forms a stop for the common membrane 27.
  • a first and second spring plate 34, 35 are fastened by a rivet 36, a return spring 37 being arranged in the working chamber 25, which is supported on the half-shell 26 and on the spring plate 34 and thereby the common diaphragm 27 holds the spring plate 35 against the stationary stop formed by the inner region 33 of the ring 30.
  • a spring plate 38 and a washer 39 are riveted with the membrane 28 being interposed on the end section of the pull rod 16, which has a plunger 40 projecting into the idle working chamber 28; this forms a pot, which is inserted in the spring plate 38, and a central part 44, which receives a stop pin 45 made of plastic.
  • a second return spring 43 with a lower preload than that of the first return spring 37 is clamped between the spring plate 35 and the arms 41, 42 of the plunger 40 and distances both diaphragms 27, 28.
  • the adjustment angle of the ignition timing after morning is plotted on the vertical and the negative pressure in the associated suction area of the internal combustion engine is plotted on the horizontal.
  • the characteristic curve 46 when idling and the characteristic curve 47 at partial load are formed as follows using the vacuum socket 14 shown in FIG. 2 when the internal combustion engine is inoperative:
  • the internal combustion engine is started in line area 50 without early adjustment;
  • the subsequent idling or coasting operation with the throttle valve 21 closed (FIG. 1) creates a negative pressure in the suction area 23 and thus in the idling working chamber 29, so that after overcoming the pretensioning force of the return spring 43, the membrane 28 with the pull rod 16 attached thereto in the direction of arrow 49 is moved until the bolt 45 strikes the head of the rivet 36;
  • this early adjustment in idle according to line section 52 begins at point 51 and ends at point 53, from which, according to line section 54, there is no longer an early adjustment even with a higher negative pressure due to the greater biasing force of the return spring 37.
  • Variants of the adjustment lines 46, 47 can be represented in a manner known per se, in particular by changing the characteristics of both return springs 37, 43 and the two membranes.

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Abstract

Eine Unterdruckdose (14) hat eine vom Unterdruck vor der Drosselklappe (21) beaufschlagbare Arbeitskammer (25) und eine vom Saugrohrunterdruck hinter der Drosselklappe (21) beaufschlagbare Leerlauf-Unterdruckkammer (29), die eine vom Außenatmosphärendruck beaufschlagte Membran (28) und eine mit der Arbeitskammer (25) gemeinsame Membran (27) begrenzt. Eine erste Rückholfeder (37) hält die Membran (27) an einen ortsfesten Anschlag (33) gedrückt, und eine zweite Rückholfeder (43) geringerer Federvorspannung distanziert beide Membranen. Ein Gestänge (16) ist an der Membran (28) befestigt und hat einen in die Leerlauf-Arbeitskammer (28) ragenden Stößel (40). Die Frühverstellung im Leerlauf wird durch Anschlagen des Stößel (40) an der gemeinsamen Membran (27) beendet; bei Teillast - wo in beiden Kammern (25, 28) gleicher Unterdruck herrscht - bewegt sich zunächst nur die Membran (28) entsprechend dem Kräftegleichgewicht der Feder (43) und der Membran (28), bis zwischen den Federn (37) und (43) Kräftegleichgewicht herrscht; durch gemeinsame Weiterbewegung der Membranen (27, 28) wird die weitere Frühverstellung des Zündzeitpunktes bewirkt.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Zündverteiler für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1. Mit einer Frühverstellung des Zündzeitpunktes im Leerlaufbetrieb erreicht man eine Kraftstoffersparnis von einigen Prozenten je 100 Fahrkilometern. Diese Frühverstellung wird bekanntlich nur angewendet mit elektronisch erzeugten Zündverstellinien. Nicht bekannt sind Zündverteiler mit einer mechanischen Einrichtung für eine entsprechende Verstellung sowohl bei Teillast als auch im Leerlauf bzw. Trennung des Start- und Leerlauf-Zündwinkels.
    • Vorteile der Erfindung
  • Mit dem Zündverteiler für Brennkraftmaschinen nach der Erfindung wird die Zündzeitpunktverstellung ausgehend vom Startwinkel (Grundeinstellung) nach Früh sowohl bei Teillast als auch im Leerlauf durch eine mechanische Einrichtung bewirkt, die einen einfachen und sicherwirkenden Aufbau aufweist. Notorisch bekannt sind Einzeldosen für die Frühverstellung bei Teillastbetrieb und sogenannte Doppeldosen mit einer zusätzlichen, der Abgasentgiftung dienenden Spätdose, die den Zündzeitpunkt im Leerlauf und Schiebebetrieb nach Spät verstellt. Die Erfindung macht sich den Umstand zunutze, daß bei eben geöffneter Drosselklappe der Teillastunterdruck an der Drosselklappe und der Saugraumunterdruck in Strömungsrichtung dahinter fast identisch sind.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den UnteransprÜchen beschrieben. Mit Anspruch 2 wird eine kompakte Bauweise der gesamten Einrichtung aufgezeigt, und mit Anspruch 3 und 4 werden die Exzentrizitäten beider Federn weitgehend ausgeschaltet, so daß ein zentrisches Zusammenwirken und mithin die vorgegebene Verstellinie einwandfrei erreichbar ist. Eine Dämpfung erhält man mit Anspruch 7.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 in verkleinerter, unmaßstäblicher Darstellung die Draufsicht eines Zündverteilers ohne Verteilerklappe mit angebauter Einrichtung und deren Anschlüsse an das Saugrohr der Brennkraftmaschine; Figur 2 den Axialschnitt der Einrichtung in vergrößerter Darstellung; und Figur 3 das Schaubild mit der Verstellinie im Leerlauf und bei Teillast.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispieles
  • Von einem Zündverteiler für Brennkraftmaschinen zeigt Figur 1 ein Gehäuse 10 mit einer darin um eine Welle 12 schwenkbar gelagerten Platte 11, auf der ein Unterbrecherkontaktsatz 13 befestigt ist. Eine Einrichtung für die Verstellung des Zündzeitpunktes nach Früh bei Teillast und im Leerlauf der Brennkraftmaschine ist als Unterdruckdose 14 ausgebildet und durch einen Sockel 15 am Gehäuse 10 befestigt. Eine als Gestänge ausgebildete Zugstange 16 ist zum einen über einen Bolzen 17 an der Platte 11 angelenkt und zum anderen an einer Membran 28 (Figur 2) der Unterdruckdose 14 befestigt.
  • Die Dose 14 verbindet eine Leitung 18 mit dem Saugbereich 19 kurz vor der Drosselklappe 21 des Ansaugkanals 20 der Brennkraftmaschine und eine Leitung 22 mit dem Saugbereich 23 in Strömungsrichtung 24 hinter der Drosselklappe 21. Dargestellt ist der Leerlauf bei geschlossener Drosselklappe 21 mit Atmosphärendruck im Saugbereich 19 und mit Unterdruck im Saugbereich 23. Ab Teillast mit nur geringfügig geöffneter Drosselklappe 21' bis zur Vollast ist der Unterdruck in beiden Saugbereichen 19, 23 annähernd gleich groß.
  • Die durch den Sockel 15 am Gehäuse 10 (Figur 2) des Zündverteilers befestigte Unterdruckdose 14 hat eine von einer ersten Halbschale 26 und einer gemeinsamen Membran 27 gebildete Arbeitskammer 25, in welche die Leitung 18 mündet. Des weiteren hat die Unterdruckdose 14 eine von der gemeinsamen Membran 27 unter einer ständig vom Atmosphärendruck beaufschlagten Membran 28 gebildete Leerlauf-Arbeitskammer 29, in welche die Leitung 22 mündet. Ein aus Kunststoff hergestellter Ring 30 hat einen Außenbereich 31, der unter Zwischenlage beider Membranen 27, 28 in der ersten Halbschale 26 und einer zweiten Halbschale 32 eingebördelt ist, und dessen Innenbereich 33 einen Anschlag für die gemeinsame Membran 27 bildet.
  • An beiden Seiten der gemeinsamen Membran 27 ist ein erster und zweiter Federteller 34, 35 durch einen Niet 36 befestigt, wobei in der Arbeitskammer 25 eine Rückholfeder 37 angeordnet, die sich an der Halbschale 26 und am Federteller 34 abstützt und dabei die gemeinsame Membran 27 über den Federteller 35 an den durch den Innenbereich 33 des Ringes 30 gebildeten ortsfesten Anschlag gedrückt hält. Ein Federteller 38 und eine Scheibe 39 sind unter Zwischenlage der Membran 28 am Endabschnitt der Zugstange 16 angenietet, die einen in die Leerlauf-Arbeitskammer 28 ragenden Stößel 40 aufweist; dieses bildet einen Topf, welcher im Federteller 38 eingelegt ist,sowie einen Mittelteil 44, der einen aus Kunststoff gefertigten Anschlagbolzen 45 aufnimmt. Eine zweite Rückholfeder 43 mit einer geringeren Vorspannung als die der ersten Rückholfeder 37 ist zwischen dem Federteller 35 und den Armen 41, 42 des Stößels 40 eingespannt und distanziert beide Membranen 27, 28.
  • Im Schaubild in Figur 3 ist auf der Vertikalen der Verstellwinkel des Zündzeitpunktes nach Früh aufgetragen und auf der Horizontalen der Unterdruck im zugehörigen Saugbereich der Brennkraftmaschine. Die Kennlinie 46 im Leerlauf und die Kennlinie 47 bei Teillast werden anhand der in Figur 2 im funktionslosen Zustand der Brennkraftmaschine dargestellten Unterdruckdose 14 folgt gebildet:
  • Der Start der Brennkraftmaschine erfolgt im Linienbereich 50 ohne Frühverstellung; der sich anschließende Leerlauf oder Schubbetrieb bei geschlossener Drosselklappe 21 (Figur 1) bewirkt einen Unterdruck im Saugbereich 23 und mithin in der Leerlauf-Arbeitskammer 29, so daß nach Überwinden der Vorspannkraft der Rückholfeder 43 die Membran 28 mit der daran befestigten Zugstange 16 in Pfeilrichtung 49 soweit bewegt wird, bis der Bolzen 45 am Kopf des Nietes 36 anschlägt; diese Frühverstellung im Leerlauf gemäß Linienabschnitt 52 beginnt bei Punkt 51 und endet bei Punkt 53, ab dem gemäß Linienabschnitt 54 auch bei höherem Unterdruck aufgrund der größeren Vorspannkraft der Rückholfeder 37 keine Frühverstellung mehr erfolgt.
  • Bereits bei niedrigster Teillast, d.h. schon bei geringfügig geöffneter Drosselklappe 21', herrscht in beiden Saugbereichen 19, 23 und mithin in beiden Arbeitskammern 25, 29 gleicher Unterdruck, so daß sich beide Membranen 25, 28 gleichzeitig und gleichmäßig entgegen der Kraft der Rückholfeder 37 so lange bewegen und dabei die Zugstange 16 gemäß Pfeil 49 verstellen, bis diese Verstellung ein nicht gezeichneter Anschlag begrenzte diese Verstellung des Zündzeitpunktes nach Früh bei Teillast erfolgt gemäß Teillinie 58 und endet in Punkt 59, ab dem trotz gegebenenfalls erhöhtem Unterdruck gemäß Teillinie 60 keine erhöhte Frühverstellung mehr erfolgt. Beim Übergang von Teillast zu Vollast wird die Verstellinie 47, beginnend bei 59 und endend bei 51, 50 unter Ausklammerung der Linie 46 durchlaufen.
  • Varianten der Verstellinien 46, 47 sind in an sich bekannter Weise darstellbar, insbesondere durch Verändern der Charakteristik beider Rückholfedern 37, 43 und der beiden Membranen.

Claims (8)

1. Zündverteiler für Brennkraftmaschinen mit einer Einrichtung für die Verstellung des Zündzeitpunktes bei Teillast sowie im Leerlauf und Schub nach Früh, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zwei Arbeitskammern (25, 29) mit einer gemeinsamen Membran (27) aufweist, die eine in der Arbeitskammer (25) eingesetzte Rückholfeder (37) gegen eine zweite Rückholfeder (43) im Ruhezustand der Brennkraftmaschine an einen ortsfesten Anschlag (33) gedrückt hält, daß die Arbeitskammer (29) eine vom Atmosphärendruck beaufschlagte Membran (28) begrenzt, welche die zweite Rückholfeder (43) von der gemeinsamen Membran (27) gegen einen Anschlag distanziert und an der ein Gestänge (16) der Einrichtung befestigt ist, und daß das Gestänge (16) einen in die Arbeitskammer (28) ragenden Stößel (40) aufweist, dessen Hubende ein Element (36) der gemeinsamen Membran (27) bestimmt und dadurch das Ende der Leerlaufverstellung festlegt.
2. Verteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitskammer (25) und die Arbeitskammer (29) in einer gemeinsamen Unterdruckdose (14) angeordnet sind.
3. Verteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Seiten der gemeinsamen Membran (27) ein die jeweils anliegende, im Durchmesser gleich großen Rückholfeder (37, 43) sichernder Federteller (34, 35) befestigt ist und daß ein in der Unterdruckdose festgelegter Ring (3C) mit seinem Innenbereich (33) einen ortsfesten Anschlag bildet, an dem die gemeinsame Membran (27) mit dem Federteller (35) - ausgenommen im Teillastbetrieb - immer zum Anliegen kommt.
4. Verteiler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federteller (34, 35) unter Zwischenlage der gemeinsamen Membran (27) durch einen Niet (36), der zur zentrischen Übertragung der Federkräfte als Kugelkalotte ausgebildet ist, miteinander verbunden sind.
5. Verteiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Stößel (40) ein Topf bildet, der in den Federteller (38) für die zweite Rückholfeder (43) eingelegt ist und dessen Mittelteil (44) durch Anschlagen an den Federteller (35) - vorzugsweise an den Niet (36) - die Leerlaufverstellung des Gestänges (16) begrenzt.
6. Verteiler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit vorzugsweise den Niet (36) zusammenwirkender Bolzen (45) im Mittelteil (44) des Stößels (40) befestigt, vorzugsweise eingerastet ist.
7. Verteiler nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der ortsfeste Anschlag (33) - vorzugsweise der Ring (30) - und der Bolzen (45) aus Kunststoff hergestellt sind.
8. Verteiler nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (18) die Teillast-Unterdruckkammer (25) mit dem Saugbereich (19) kurz vor der Drosselklappe (21) verbindet und daß eine Leitung (22) die Leerlauf-Arbeitskammer (29) mit dem Saugbereich (23) in Strömungsrichtung hinter der Drosselklappe (21) das Saugrohr der Brennkraftmaschine verbindet.
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