CH362266A - Vorrichtung zum Verändern der einzuspritzenden Kraftstoffmenge und zum Verstellen des Einspritzzeitpunktes bei Einspritzbrennkraftmaschinen - Google Patents

Vorrichtung zum Verändern der einzuspritzenden Kraftstoffmenge und zum Verstellen des Einspritzzeitpunktes bei Einspritzbrennkraftmaschinen

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CH362266A
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Ulrich Aldinger
Franz Eheim
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Bosch Gmbh Robert
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Description


  Vorrichtung zum Verändern der einzuspritzenden     Kraftstoffmenge    und  zum Verstellen des Einspritzzeitpunktes bei     Einspritzbrennkrafhnaschinen       Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ver  ändern der einzuspritzenden Kraftstoffmenge und zum  Verstellen des Einspritzzeitpunktes bei     Einspritz-          brennkraftmaschinen    mit einem     Fliehkraftregler    und  zwei hydraulisch     betätigbaren        Verstellgliedern,    von  denen das eine die     einzuspritzende    Kraftstoffmenge  und das andere den Einspritzzeitpunkt verstellt.

   Eine  mechanische Übertragung der     Verstellkräfte    auf das       Verstelldied    zum Verändern der     einzuspritzenden     Kraftstoffmenge bedingt einen verhältnismässig gro  ssen Regler, wenn, wie beispielsweise im Falle von  Einspritzpumpen mit mehreren Einzelpumpen, ziem  lich grosse     Verstellkräfte    aufgebracht werden müssen.  Bei einer hydraulischen     übertragung    der     Verstell-          kräfte    kann mit kleineren Regelkräften und daher       vorteilhafterweise    mit einem     kleineren    und     billigeren     Regler ausgekommen werden.  



  Gemäss der Erfindung wird eine Lösung, die diese  Vorteile     aufweist,    dadurch erreicht, dass die Flieh  kräfte des Reglers einerseits über eine     Reglermuffe     von einer auf ein bewegliches     Ventilglied    wirkenden  Feder und anderseits von einem anderen     beweglichen     Ventilglied aufgenommen werden, wobei die     zu    Über  strömventilen gehörenden Ventilglieder die hydrau  lischen Drücke für das Betätigen der     Verstellglieder     mindestens zeitweise bestimmen.  



  In der beiliegenden Zeichnung ist als Ausfüh  rungsbeispiel des Gegenstandes der     Erfindung    eine       Einspritzanlage    mit einer Vorrichtung     zum    Verändern  der einzuspritzenden Kraftstoffmenge und     zum    Ver  stellen des Einspritzzeitpunktes dargestellt. Es zeigen:       Fig.l    eine schematische Skizze der     Einspritz-          anlage,          Fig.    2 den für die     Erfindung    wesentlichen Teil der       Verstellvorrichtung    im Schnitt,         Fig.    3 ein     Druck-Drehzahl-Schaubild.     



  An eine Einspritzpumpe 1 sind     zwei        Förderpum-          pen    2 und 26 angebaut, die     Kraftstoff    aus einem Be  hälter 3 durch eine Leitung 4 ansaugen. Die     Förder-          pumpe    26 fördert den angesaugten Kraftstoff     durch     eine Leitung 60 teils über ein Filter 6 zu der Ein  spritzpumpe 1, teils zu anderen nachfolgend beschrie  benen     'feilen    der Einspritzanlage.  



  Von der Leitung 60 zweigt eine Leitung 62 ab,  die an die Druckkammer 63 eines     Zylinders    64 ange  schlossen ist, in dem ein mit dem     Fördermengenver-          stellglied    65 der Einspritzpumpe     gekuppelter,    unter  der Kraft einer Feder 67 stehender Kolben 68 gleitet.  Gegen einen Absatz des     Zylinders    64 wird durch eine  Feder 69 eine Scheibe 70 gedrückt, die als Vollast  anschlag für den Kolben 68 dient. Der Druck in der  Leitung 60 wird, wie später ausgeführt ist, einerseits  bestimmt durch     einen    Regler 8, der über eine Zweig  leitung 73 an die Leitung 60 angeschlossen ist, und  anderseits durch ein     Überströmventil    74.  



  Die Förderpumpe 2 fördert     den    angesaugten  Kraftstoff durch eine Leitung 7 mit einer Drosselstelle  77     zu    einem     Zylinder    9, in dem ein Kolben 10     geführt     ist. Dieser steht einerseits unter der Wirkung des  Druckes in der     Kraftstoffleitung    7 und anderseits un  ter der Wirkung einer Feder 11 und des     Gegendruk-          kes    in     einer    Leitung 79 mit Drosselstelle 80. Die  Leitung 7 ist ausserdem über eine Zweigleitung 78  an den Regler 8 angeschlossen.  



  Der Kolben 10 ist über einen     zweiarmigen    Hebel  12 mit einem     Verstellglied    13 verbunden. Dieses     Ver-          stellglied    ist über zwei gleichachsig zueinander ver  laufende     Steilgewindeabschnitte        entgegengesetzter    Stei  gung längsverschiebbar mit entsprechenden Aussen  gewindeabschnitten gekuppelt, die sich     an    den ein-           ander    zugekehrten Enden einer Welle 14 der nicht  dargestellten     Brennkraftmaschine    einerseits sowie  einer Antriebswelle 15 der Einspritzpumpe anderseits  befinden.

   Der Hebel 12 ist an einem das     Verstellglied     umschliessenden Gehäuse 17 gelagert, das an der  Einspritzpumpe 1 befestigt ist. Auf der Welle 14     sitzt     ein Kettenrad 18, das über eine Kette 19 den Regler  8 antreibt.  



  In die Leitung 60 ist     zwischen    der Abzweigung  62 und dem Regler 8 ein Schliessorgan eingebaut, in  dessen Zylinder 82 ein Schieber 83 gleitet, der eine  Ringnut 84 und einen Anschlagstift 85 hat. Auf die  eine     Stirnseite    des Schiebers wirkt eine Feder 87 und  auf die andere Seite der Druck in der Leitung 7, mit  der der Zylinder 82 durch eine Leitung 88 verbunden  ist.  



  Das     llberströmventil    74 am Ende der Leitung 60  hat ein bewegliches Ventilglied 90, dessen zylindri  scher Schaft im Gehäuse 91     geführt    ist und das in der       Qezeichneten    Stellung eine     Ausnehmung    im Gehäuse  91 abschliesst, die mit der an das Gehäuse 91 des       Überströmventils    74 angeschlossenen Leitung 60 in       dauernder    Verbindung steht. Eine Feder 92 ist be  strebt; das     bewegliche    Ventilglied 90 in der gezeich  neten Schliessstellung zu halten.

   Diese Feder wirkt  dem in der Leitung 7 herrschenden Druck entgegen,  der über eine Leitung 93 auf die Stirnseite des zylin  drischen     Ventilschaftes    wirksam ist. Von dem die  Feder 92 aufnehmenden Raum des Gehäuses 91     führt     eine Leitung 94 zum Kraftstoffbehälter.  



  In dem Gehäuse 95 des Reglers 8 sind     LUberström-          ventile    vorgesehen, deren bewegliche Ventilglieder 96  und 97     (Fig.    2) den aus den Zweigleitungen 73 und  78 ankommenden Kraftstoffstrom steuern und bei ge  öffneter Stellung zu     Kraftstoffrückleitungen    98 und  20 führen,     wobei    die Leitung 98 in die Leitung 20  mündet. In die Rückleitung 20 mündet auch eine  Leitung 99, die von dem die Federn 67 und 69 auf  nehmenden Raum des Zylinders 64 ausgeht. Auch  die an den Zylinder 9 angeschlossene Leitung 79       führt    in die Rückleitung 20.

   Diese mündet in das  Gehäuse eines     überströmventils,    dessen bewegliches  Ventilglied 100 durch eine Feder 102 belastet ist. Aus  dem die Feder 102 enthaltenden Raum des Gehäuses  103     führt    eine Leitung 104 zu der mit dem Kraft  stoffbehälter 3 verbundenen Rückleitung 94.  



  In dem     Reglergehäuse    95 ist eine Achse 111 axial  verschiebbar angeordnet, auf der ein Kettenrad 112  drehbar und axial verschiebbar     gelagert    ist. Die eine  Nabe dieses Rades bildet das bewegliche Ventilglied  97 und die andere einen     käfigartigen        Mitnehmer    113  für     Fliehgewichtskugeln    37. Das Rad 112 wird durch  die     Kette    19 angetrieben. Die Kugeln 37 werden  ausser durch das Rad 112 und den     Mitnehmer    113  noch durch eine tellerförmige     Reglermuffe    114 ge  halten, die zwischen in Nuten auf der Achse 111 sit  zenden Federringen 115 und 116 angeordnet ist.

    Eine Feder 42 stützt sich in der gezeichneten Ruhe  lage des Reglers einerseits über die     Reglermuffe    114  und die Achse 111 am beweglichen Ventilglied 96    und anderseits an einem auf der Achse<B>111</B> längs  verschiebbaren Federteller 45 ab. In eine Ringnut 46  des Federtellers 45 greift ein radial gerichteter     Bolzen     47 ein, der an einem Hebel 48 sitzt. Dieser Hebel ist  auf einer im Gehäuse 95 gelagerten Welle 49 be  festigt, die ausserhalb des Gehäuses einen Bedienungs  hebel 50 trägt. Eine     Nippelschraube    118     dient    zum  Anschliessen der Leitung 60 an das Gehäuse 95 und  bildet mit ihrem senkrecht zur Leitung 60 liegenden  Abschnitt die Zweigleitung 73.

   Im hohlen Schaft der  Schraube 118 ist gleichachsig zur Achse 111 das be  wegliche Ventilglied 96 geführt. In der gezeichneten  Ruhelage ist das Ventilglied 96 mit der ganzen Kraft  der Feder 42 belastet. Dagegen hat das mit dem Rad  112 aus einem Stück bestehende bewegliche Ventil  glied 97 in der gezeichneten Ruhelage einen geringen  Abstand von einer die     Ventilsitzfläche    bildenden  Schulter<B>119,</B> da die zwischen dem Kettenrad 112  und der Muffe 114 liegenden Kugeln 37 in Ruhelage  axiales Spiel haben und deshalb keinen axialen Druck  auf das Rad 112 und damit auf das bewegliche Ven  tilglied 97     übertragen.     



  Die auf die     Reglermuffe    114 drückende Feder 42  kann durch den Bedienungshebel 50 zur Einstellung  der zu regelnden Drehzahl willkürlich gespannt wer  den. Solange die Fliehgewichte 37 über die Muffe 114  die Spannung der Feder 42 nicht zu überwinden ver  mögen, drückt die Achse 111 auf das bewegliche  Ventilglied 96.  



  Die am Rad 112 angreifende     Axialkomponente     der an den Kugeln 37 herrschenden Fliehkräfte ist  bestrebt, das Ventilglied 97 im Schliesssinn zu be  wegen.  



  Während auf der     Abflussseite    der beweglichen  Ventilglieder 96 und 97 der durch das     LUberström-          ventil    100 bis 103 aufrechterhaltene Druck herrscht,  der nur geringfügig über dem Atmosphärendruck ein  gestellt ist, wirkt auf der     Zuflussseite    der     beweglichen     Ventilglieder 96 und 97 der in den Kraftstoffleitungen  60 und 7 durch die Förderpumpen 26 und 2 erzeugte  Druck.

   Da die     Förderpumpe    26 während des Betrie  bes in der Regel mehr Kraftstoff fördert, als die Ein  spritzpumpe 1 benötigt, ist das Ventilglied 96 offen,  und der überschüssige Kraftstoff fliesst über die Lei  tungen 98 und 20 und das     1Jberströmventil    100 bis  103 zum Kraftstoffbehälter 3.  



  Das Ventil mit dem beweglichen Ventilglied 96  wirkt also als     überströmventil,    dessen Öffnungsdruck  neben dem des Ventils 74 den Druck in der Leitung  60 beeinflusst und durch die Differenz aus der Kraft  der Feder 42 und der     Axialkomponente    der Flieh  kraft der Kugeln 37 bestimmt wird.

   Das Ventil mit  dem beweglichen Ventilglied 97 wirkt ebenfalls als       überströmventil,    dessen den Druck in der Leitung 7  bestimmender Öffnungsdruck nur durch die Axial  komponente der Fliehkraft der Kugeln 37 bestimmt  wird.     -r     Durch die in der Leitung 7 auftretenden Druck  unterschiede wird der Kolben 10 verschoben und be-           wegt    das über den Doppelhebel 12 mit ihm gekuppelte       Verstellglied    13. Infolge der     Steilgewindeverbindung     zwischen dem     Verstellglied    13 und den Wellen 14  und 15 werden dabei die beiden Wellen gegeneinander  um einen Winkel verdreht, der abhängig ist vom Ver  schiebeweg des     Verstellgliedes    13.

   Da die     Änderung     des Druckes in der Leitung 7, wie oben erwähnt, nur  von der Drehzahl des Reglers und damit von der  jenigen der     Brennkraftmaschine    abhängt, findet die  gegenseitige Verdrehung der beiden Wellen 14 und 15  nach dem gleichen Gesetz statt. Durch die Drossel  stellen 77 und 80 in der Zu- und     Abflussleitung    des  Zylinders 9 wird erreicht, dass etwaige durch Dreh  schwingungen der Antriebswelle<B>15</B> erzeugte, über das       Verstellglied    13 und den Hebel 12 auf den Kolben  10 wirkende stossartige Kräfte gedämpft werden und  nicht zu einer Verschiebung des Kolbens 10 führen  können.  



  Der Druck in der Leitung 7 wirkt auf den Schie  ber 83 im Zylinder 82. Beim Starten der     Brennkraft-          maschine    ist die     Leitung    noch ohne Druck, da das       überströmventil    97 unbelastet ist. Der Schieber befin  det sich deshalb durch die Feder 87 in einer Stellung,  in der er die Leitung 60 verschliesst.

   Die Absperrung  der Leitung 60 bewirkt, dass der durch die Förderung  der Pumpe 26 in der Leitung 60 sich ergebende Druck  den Kolben 68 und damit das     Fördermengenverstell-          'lied    65 entgegen der Wirkung der Federn 67 und 69,  d. h. also über den     Vollastanschlag    hinaus in     eine     Lage bewegt, in der die Einspritzpumpe die für das  Starten erforderliche, die     Vollastkraftstoffmenge    über  steigende Kraftstoffmenge der     Brennkraftmaschine     zuführt.

   Durch den beim Anspringen der     Brennkraft-          maschine    in der Leitung 7 ansteigenden     Druck    wird  der Schieber 83 in die gezeichnete Stellung     verschö-          ben,    in der die Leitung 60 offen ist und der     Anschlag-          Stift    87 am Gehäuse 82 anliegt.

   In dieser Stellung ver  bleibt der Schieber während des Betriebs der     Brenn-          kraftmaschine.    Während des Betriebs der     Brennkraft-          maschine    wird der Druck in der Leitung 60, der die  Verschiebung des     Färdermengenverstellgliedes    65 be  wirkt, jeweils durch dasjenige der beiden Ventilglieder  96 und 90 bestimmt, das den kleineren Öffnungs  druck hat.  



  Der von der Drehzahl der Einspritzpumpe ab  hängige Öffnungsdruck des beweglichen Ventilgliedes  96 ist in dem     Druck-Drehzahl-Schaubild        (Fig.    3) mit       p3    bzw.     p;31    bezeichnet, er resultiert aus folgenden  Drücken:  a) Dem von der     Drehzahl    unabhängigen     Druck,     der in der Leitung 60 vor dem Ventilglied 96 erfor  derlich ist, um dieses entgegen der Kraft der Feder 42  von seinem Sitz abzuheben. Dieser Druck hängt von  der Einstellung des Hebels 50 ab. Für zwei verschie  dene Einstellungen dieses Hebels sind beispielsweise  die Drücke     p1    und     p11    im Schaubild eingezeichnet.  



  b) Dem     drehzahlabhängigen    Druck     p2,    der in der  Leitung 60 erforderlich wäre, um die der     Kraft    der  Feder 42 entgegenwirkenden Fliehkräfte der     Kugeln     37 zu     ersetzen.       Die bei den beiden Hebelstellungen auftretenden  Öffnungsdrücke     p3    und     p31    für das Ventilglied 96 er  geben sich daher aus der Differenz     p,-p,    bzw.       p11-        p2.     



  Der ebenfalls von der     Drehzahl        abhängige    Öff  nungsdruck     p6    des Ventilgliedes 90 resultiert aus fol  genden Drücken:  a) Dem von der Drehzahl unabhängigen Druck  p4, der in der Leitung 60 vor dem     Ventilglied    90 er  forderlich wäre, um dieses entgegen der Kraft der  Feder 92 von seinem Sitz abzuheben. Die Kraft der  Feder 92 ist so gewählt, dass der Druck     p4    gleich dem  auf den Kolben 68 wirkenden Druck ist, der ent  gegen der Kraft der Feder 67 das     Fördermengenver-          stellglied    65 gerade noch in     Vollaststellung    hält, in  der also der Kolben 68 die Scheibe 70 noch berührt.  



  b) Dem drehzahlabhängigen Druck     p5,    der in der  Leitung 60 erforderlich wäre, um den in der Leitung  7 ebenfalls entgegen der Kraft der Feder 92 auf die  Stirnseite des Schaftes des Ventilgliedes 90 wirkenden,  drehzahlabhängigen Druck zu ersetzen.  



  Der Öffnungsdruck     p6    des Ventilgliedes 90 ergibt  sich also aus der Differenz     p4   <I>-</I>     p,.    In dem Schaubild  ist ausserdem der Druck     p7    angegeben. Dieser Druck  ist in der Leitung 60 und damit vor dem Kolben 68  erforderlich, um diesen entgegen der Kraft der Feder  67 und unter Mitnahme der Scheibe 70 auch noch  entgegen der Kraft der Feder 69 zu verschieben und  dabei das     Fördermengenverstellglied    65 in eine Stel  lung zu bringen, in der die Einspritzpumpe die für  das Starten der     Maschine    erforderliche, die Vollast  kraftstoffmenge übersteigende     Kraftstoffmenge    för  dert.

   Der Druck     p7    wird erreicht, wenn bei Startdreh  zahl der Druck in der     Leitung    7 nicht ausreicht, um  den Schieber 83 in der gezeichneten Stellung zu hal  ten, so dass die Feder 87 den Schieber in der die Lei  tung 60 abschliessenden Stellung hält.  



  Aus dem     Druck-Drehzahl-Schaubild        (p,    n) ist  also ersichtlich, dass bis zum Erreichen der Startdreh  zahl     n1    die Einspritzpumpe die für das Starten der  Maschine erforderliche     Kraftstoffmenge    fördert.

   Von  der Drehzahl     n1    bis     n2    bzw.     n21    ist der Öffnungsdruck       p,    des beweglichen Ventilgliedes 90 und über den  Drehzahlen     n2    bzw.     n21    der Öffnungsdruck     p3        bzw.        p31     des beweglichen Ventilgliedes 96 massgebend für den  Druck in der Leitung 60 und damit für die Stellung  des     Fördermengenverstellgliedes    65.  



  Die im Bereich zwischen den Drehzahlen     n1    und       n2    bzw.     n21    auftretende Verminderung des Druckes     p.,     und damit die entsprechende Verminderung der geför  derten Kraftstoffmenge ist der von der     Brennkraftma-          schine    rauchfrei verbrennbaren     Kraftstoffhöchstmenge     in diesem Drehzahlbereich angepasst.  



  Das     überströmventil    mit dem     beweglichen    Ven  tilglied 100 ist in der Leitung 20 angeordnet, um zu  verhindern, dass sich die vor diesem Ventilglied lie  genden     Kraftstoffräume    und Leitungen entleeren  können, was ein Arbeiten der Regelglieder     ungünstig     beeinflussen würde.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zum Verändern der einzuspritzenden Kraftstoffmenge und zum Verstellen des Einspritz- zeitpunktes bei Einspritzbrennkraftmaschinen mit einem Fliehkraftregler und zwei hydraulisch betätig- baren Verstellgliedern (65, 13), von denen das eine die einzuspritzende Kraftstoffmenge und das andere den Einspritzzeitpunkt verstellt, dadurch gekennzeich- r_et,
    dass die Fliehkräfte des Reglers einerseits über eine Regl; rmuffe von einer auf ein bewegliches Ven tilglied (96) wirkenden Feder (42) und anderseits von einem anderen beweglichen Ventilglied (97) aufge nommen werden, wobei die zu überströmventilen gehörenden Ventilglieder die hydraulischen Drücke für das Betätigen der Verstellglieder (65, 13) minde stens zeitweise bestimmen. UNTERANSPRÜCHE 1.
    Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Fliehkräfte des Reglers der Be lastungsfeder (42) des einen Ventilgliedes (96) ent gegenwirken, dessen Öffnungsdruck mindestens zeit weise die Kraftstoffmenge beeinflusst, und gleichzei tig den Öffnungsdruck für das den Einspritzzeitpunkt beeinflussende Ventilglied (97) bestimmen. 2.
    Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Förderpumpe (26) den Kreis lauf für das Zuführen und das Verändern der einzu- spritzenden Kraftstoffmenge, eine zweite Förder- pumpe (2) den Kreislauf für das Verstellen des Ein- spritzzeitpunktes speist. 3.
    Vorrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Förderpumpe (26) den Kreislauf für das Zuführen und das Verändern der einzuspritzenden Kraftstoffmenge, eine zweite Förder- pumpe (2) den Kreislauf für das Verstellen des Ein- spritzzeitpunktes speist. 4. Vorrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Kreislauf für das Verändern der einzuspritzenden Kraftstoffmenge ausser dem vom Fliehkraftregler beeinflussten Ventil (96) ein zweites unter Federkraft stehendes überströmventil (74) vor handen ist. 5.
    Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite überströmventil (74) ein bewegliches Ventilglied mit einem zylindrischen Schaft hat, auf dessen Stirnseite der Druck im Kreis lauf für das Verstellen des Einspritzzeitpunktes wirkt, so dass der mit wachsender Drehzahl zunehmende Druck ein Absinken des Öffnungsdruckes am überström ventil (74) bewirkt, damit ein Anpassen der geförder ten Kraftstoffmenge an die von der Brennkraftma- schine rauchfrei verbrennbare Kraftstoffhöchstmenge erreicht wird. 6.
    Vorrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Kreislauf für das Verändern der einzuspritzenden Kraftstoffmenge vor den über strömventilen ein Absperrschieber (83) angeordnet ist, auf dessen eine Stirnseite eine Feder und auf des sen andere Stirnseite der im Kreislauf für das Ver stellen des Einspritzzeitpunktes herrschende Druck wirkt. 7.
    Vorrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Kraftstoff, der durch die Ventile strömt, deren bewegliche Ventilglieder (96, 97) vom Fliehkraftregler beeinflusst sind, und Kraftstoff, der an Betätigungseinrichtungen (64, 9) der hydraulisch betätigbaren Verstellglieder hindurchleckt, über ein federbelastetes überströmventil (100) zum Kraftstoff behälter zurückgeführt wird.
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