DE1031578B - Vorrichtung zum Verstellen des Einspritzbeginns fuer umsteuerbare Einspritzbrennkraftmaschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verstellen des Einspritzbeginns für auf Rechtslauf oder Linkslauf umsteuerbare, insbesondere zum Antrieb von Schiffen und Lokomotiven geeignete Einspritzbrennkraftmaschinen, bei der in Abhängigkeit von der Drehzahl mittels gegen Federwirkung arbeitender Fliehgewichte durch einen Steuerschieber eine auf einen Kolben in einem Zylinder einwirkende hydraulische Hilfskraft gesteuert wird und bei welcher der Kolben einen Wellenteil axial verschiebt, der im Antrieb der für Rechts- und Linkslauf geeigneten Einspritzpumpe mittels schraubenförmig angeordneter Keilnuten eine Drehwinkelverstellung der Antriebswelle der Einspritzpumpe relativ zu der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine im Sinne einer Verstellung %5 des Einspritzbeginns vornimmt.

Die Erfindung bezweckt, mit einfachen Mitteln und ohne Umbau für umsteuerbare Brennkraftmaschinen, die ohne Wendegetriebe wegen ihres geringen Gewichtes vorzugsweise für den Antrieb von Schiffen benutzt werden, eine automatische Einstellung des günstigsten Einspritzbeginns zu erzielen. Die Erfindung besteht demgemäß darin, daß sowohl für Rechtslauf als auch für Linkslauf je ein mit einem Steuerschieber zusammenwirkendes Paar Fliehgewichte vorgesehen sind, die beide den Zufluß des von einer in der Förderrichtung umsteuerbaren Druckölpumpe geförderten Drucköles in Abhängigkeit von der Drehzahl in den Zylinder auf den Kolben steuern, derart, daß bei Rechtslauf der Kolben zur axialen Verstellung und Einstellung der Antriebswelle der Einspritzpumpe von einem späteren auf einen früheren Einspritzbeginn in die eine Richtung und bei Linkslauf zur axialen Verstellung und Einstellung von einem späteren auf einen früheren Einspritzbeginn in die andere Richtung gedrückt wird.

Die Anordnung kann hierbei derart getroffen sein, daß die mit den Fliehgewichten zusammenwirkenden Steuerschieber koaxial zueinander angeordnet sind und einen Verstellschieber einschließen, der in Abhängigkeit von dem auf den Kolben im Zylinder ausgeübten Öldruck zum Verstellen des Einspritzbeginns in der einen Drehrichtung der Brennkraftmaschine den Steuerschieber zum Steuern des Drucköles für die andere Drehrichtung außer Eingriff mit den mit diesen zusammenwirkenden Fliehgewichten bringt.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung kann vorteilhaft beim Lauf der Brennkraftmaschine in der einen Drehrichtung durch den einen Steuerschieber das von der Pumpe geförderte Drucköl zum Verstellen des Kolbens in dem Zylinder in der einen axialen Richtung und durch den anderen Steuerschieber gleichzeitig Drucköl geringeren Druckes in den Zylinder zur Ausübung einer der Verstellkraft Vorrichtung zum Verstellen

des Einspritzbeginns für umsteuerbare

Einspritzbrennkraftmaschinen

Anmelder:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136

Dipl.-Ing. Herbert Deutschmann,

Stuttgart-Bad Cannstatt,
ist als Erfinder genannt worden

des Kolbens entgegenwirkenden Rückstellkraft gesteuert werden, und umgekehrt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in Fig. 1 in einem Längsschnitt dargestellt, wobei oberhalb der Symmetrieachse die Vorrichtung in der Stellung für eine rechtslaufende Brennkraftmaschine und unterhalb der Symmetrieebene die Vorrichtung in der Stellung für eine linkslaufende Brennkraftmaschine jeweils vor Beginn der Verstellung des Einspritzbeginns gezeigt ist. In Fig. 2 ist der hauptsächliche Teil des Erfindungsgegenstandes der Deutlichkeit halber in einem größeren Maßstab dargestellt.

Innerhalb des Gehäuses 1 ist die bei Viertaktbrennkraftmaschinen mit halber Kurbelwellendrehzahl umlaufende Hohlwelle 2 axial nicht verschiebbar in den Lagern 3,4 gelagert. Zwischen den Lagerstellen bildet die Hohlwelle 2 einen Zylinder 5, in dem der scheibenförmige Kolben 6 angeordnet ist, der den Zylinderraum in die Räume 7, 8 teilt und der an der Hohlwelle 9 fest ist. Die Hohlwelle 9 ist ihrerseits axial verschiebbar in der Hohlwelle 2 angeordnet. Innerhalb der Hohlwelle 9 sind die Steuerschieber 10, 11 gleitend gelagert, die zwischen sich den Verstellschieber 12 einschließen. Am äußeren Umfang weisen die Steuerschieber 10, 11 je eine Ringnut 13 bzw. 14 auf, in Achsrichtung je eine Bohrung 15 bzw. 16. Mittels der quer die Steuerschieber durchsetzenden Bolzen 17 bzw. 18, die durch Längsnuten 19 bzw. 20 in der Hohlwelle 9 und durch Längsnuten 21 bzw. 22 in der Hohlwelle 2 ragen, sind die Steuerschieber mit den auf der Hohlwelle 2 gleitend angeordneten Widerlagern 23 bzw. 24 für die sich fest an der Hohl-

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welle 2 abstützenden Reglerfedern 25 bzw. 26 verbunden. Im Bereich der Längsnuten 21 bzw. 22 sind in den Widerlagern 23 bzw. 24 Bohrungen 27 bzw. 28 vorgesehen. An dem Widerlager 23 stützen sich die Hebel 29 der Fliehgewichte 30 ab, die an der einen Seite des Zylinders 5 angelenkt sind, und an dem Widerlager 24 stützen sich die Hebel 31 der Fliehgewichte 32 ab, die an der anderen Seite des Zylinders 5 angelenkt sind. Die Druckölpumpe 33,, die als Zahnradpumpe mit den Zahnrädern 34, 35 ver- ίο sehen und zweckmäßig innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet ist, zeigt die in ihrer Funktion als Saug- und Druckräume vertauschbaren Räume 3,6., 37. Zu diesen Räumen führt die gemeinsame Zuleitung 38, die an den Druckölkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossen ist, der z. B. zu den Lagern der Kurbelwelle führt. Im Weg der Zuleitung 38 sind vor den Räumen 36, 37 die nicht durch Federn belasteten Kugelventile 39, 40 angeordnet. Von den Räumen 36,

37 zweigen noch die Ableitungen 41, 42 ab, in deren Weg die nicht durch Federn belasteten Kugelventile 43, 44 liegen. Die Kugelventile 43, 44 sind über den Kugelventilen 3,9, 40 angeordnet, und es besteht eine direkte Leitungsverbindung vom Kugelventil 39 zum Kugelventil 43 bzw. vom Kugelventil 40 zum Kugelventil 44. Die Ableitung 41 führt an dem Lager 3 durch die Hohlwelle 2 und die Hohlwelle 9 zu dem Raum 45 axial vor dem Steuerschieber 10, während die Ableitung 42 durch den Lagerdeckel 46 zu dem Raum 47 axial vor dem Steuerschieber 11 führt.

Bei Rechtslauf der Brennkraftmaschine wird das Zahnrad 34 der Druckölpumpe 33 in Pfeilrichtung 48 angetrieben, desgleichen die Hohlwelle 2 über das Zahnrad 49 in Pfeilrichtung 50 und mit dieser der Zylinder 5, die Hohlwelle 9, der Kolben 6, die Steuerschieber 10, 11 und der Verstellschieber 12. Der Kolben 6 liegt zunächst bis zum Erreichen einer mittleren Drehzahl, z. B. 1000 U/min, in der oberhalb der Symmetrieachse dargestellten Lage, in welcher über die Hohlwelle 9 und die mit dieser in axialer Verlange-. rung verbundene, innerhalb der Hohlwelle 2 geführte Welle 51 über die schraubenförmig angeordnete Keilnuten 52, die mit entsprechenden Keilnuten in dem Lagerstück 53 des Zahnrades 49 zusammenwirken, und über die axiale Keilverzahnung 54 der Welle 51 die Antriebswelle 55 der Einspritzpumpe auf einen spaten Spritzbeginn eingestellt ist. Das von dem unter Druck, z. B. 2 atü, stehenden Schmierölkreislauf abgezweigte Drucköl gelangt bei Rechtslauf durch die Zuleitung 38 über das Kugelventil 40 zum Raum 37, der als Saugraum wirkt. Von dort wird das Drucköl durch die Zahnräder 34, 35 zum Raum 36, der als Druckraum wirkt, und über das Kugelventil 43 durch die Ableitung 41 am Lager 3 in den Raum 45 gefördert. Von dem Raum 45 gelangt das Drucköl von z. B. 10 atü durch die Bohrung 15 im Steuerschieber 10 und drückt den Verstellschieber 12 in Pfeilrichtung 56, der seinerseits den Steuerschieber 11 in gleicher Pfeilrichtung drückt, so daß dieser über den Bolzen 18 und das Widerlager 24 die Reglerfeder 26 zusammendrückt. In seiner in Pfeilrichtung 56 zurückgeschobenen Lage gibt der Steuerschieber an der Hohlwelle 9 die Ringnut 57 frei, von der Bohrungen 58 durch den Kolben 6 zum Raum 7 in dem Zylinder 5 führen. Auf diese Weise gelangt Drucköl von z. B. 2 atü aus dem Schmierölkreislauf durch die Zuleitung

38 über das Kugelventil 40 sowie ohne Passieren der Pumpenzahnräder über das Kugelventil 44, über die Ableitung 42, über den Raum 47 und durch die Bohrung 16 im Steuerschieber 11 über die Ringnut 57 und die Bohrungen 58 in den Raum 7 des Zylinders 5. Dort ist es bestrebt, den Kolben 6 in der dargestellten Ausgangslage zu halten. Da nun mit fortschreitender Drehzahlzunahme die Fliehgewichte 30 über die Hebel

29 die Wirkung der Reglerfeder 25 überwinden, wird über das Widerlager 23 und den Bolzen 17 der Steuerschieber 10 entgegen der Pfeilrichtung 56 bewegt. Hierbei gibt der Steuerschieber 10 die Ringnut 59 in der Hohlwelle 9 frei, so daß das Drucköl von z. B. 10 atü aus dem Raum 45 über die Bohrungen 60 in den Raum 8 im Zylinder 5 gelangt. Da der Druck in diesem Raum 8 größer ist als der Druck in dem Raum 7, wird der Kolben 6 mit zunehmender Drehzahl entsprechend dem Ausschlag der Fliehgewichte

30 in Pfeilrichtung 61 bewegt. Die Hohlwelle 9 verschiebt damit die Welle 51, so daß die Antriebswelle

55 der Einspritzpumpe gegenüber dem Zahnrad 49 auf einen früheren Spritzbeginn eingestellt wird.

Wird die Brennkraftmaschine z. B. durch axiales Verschieben der Nockenwelle von Rechtslauf auf Linkslauf entgegen der Pfeilrichtung 50 umgestellt, dann dreht sich das Zahnrad 34 in der Druckölpumpe entgegen der Pfeilrichtung 48. Der Raum 36 wird zum Saugraum und der Raum 37 zum Druckraum. Durch die Zuleitung 38 an dem Kugelventil 39 und dem Kugelventil 43 passierendes Drucköl von dem Druck, wie er im Schmiersystem der Brennkraftmaschine herrscht, z. B. von 2 atü, gelangt durch die Ableitung 41, durch den Raum 45 und durch die Bohrungen 60 in dem Kolben 6 in den Raum 8 des Zylinders 5. Der Kolben 6 wird dadurch in der unterhalb der Symmetrieachse dargestellten Lage gehalten, in der für Linkslauf der Einspritzbeginn auf spät eingestellt ist. Durch das von der Druckölpumpe 33 durch deren Druckraum 37 über das Kugelventil 44 und über die Ableitung 42 in den Raum 47 gelangendes Drucköl von z. B. 10 atü wird durch den Verstellschieber 12, der entgegen der Pfeilrichtung 56 gedruckt wird, der Steuerschieber 10 ebenfalls entgegen der Pfeilrichtung

56 verschoben, wodurch die Fliehgewichte 30 außer Wirkung gesetzt werden. Da nun mit zunehmender Drehzahl, z. B. ab 1000 U/min, die Fliehgewichte 32 die Wirkung der Reglerfeder 26 überwinden, erlaubt der Steuerschieber 11 den Zufluß von Drucköl von z. B. 10 atü durch die Bohrungen 58 in dem Kolben 6 in den Raum 7 des Zylinders 5. Der Kolben 6 wird dadurch entgegen der Pfeilrichtung 61 bewegt. Über die Hohlwelle 9 zieht er die Welle 51 ebenfalls entgegen der Pfeilrichtung 61, so daß über die schraubenförmigen Keilnuten 52 und das entsprechend ausgebildete Lagerstück 53 des Zahnrades 49 eine relative Winkelverdrehung der Antriebswelle 55 zum Zahnrad 49 entsprechend einem früheren Einspritzbeginn stattfindet.

Aus den Räumen 7, 8 des Zylinders 5 jeweils rückfließendes öl gelangt durch die Bohrungen 58, 60, die Ringnuten 13, 14 in den Steuerschieber 10, 11, durch die Längsnuten 19, 20, 21, 22 in den Hohlwellen 9,2 und durch die Bohrungen 27, 28 in den Widerlagern 23, 24 in das Gehäuse 1 und in den ölsumpf der Brennkraftmaschine.

Durch die getroffene Anordnung findet beim Umsteuern einer Brennkraftmaschine von Rechtslauf auf Linkslauf und umgekehrt ohne zusätzlichen Handgriff automatisch die Einstellung des der Drehzahl entsprechenden und durch die Reglerfedern gesteuerten Einspritzbeginns statt. Damit die beiden Endstellungen des Kolbens 6 den Einspritzbeginn vor oberem Totpunkt bei maximaler Drehzahl für Rechtslauf und Linkslauf gleich einstellen, ist es zweckmäßig, die auf

der Antriebswelle der Einspritzpumpe angeordneten Nocken zur Betätigung der Pumpenstößel als symmetrische Nocken derart auszubilden, daß der in einer Drehrichtung liegende Förderbeginn sich bei einer entgegengesetzten Drehrichtung nach einem Winkel (Symmetriewinkel des Förderbeginns) von 1/2 (360° ■— Förderbeginn vor O. T. bei maximaler Drehzahl, Förderbeginn vor O. T. minimaler Drehzahl, Zahnspiel des Einspritzpumpenantriebes in ⁰K W) wiederholt.

Diese Auslegung gilt insbesondere bei umsteuerbaren Viertaktmotoren, bei welchen dem Arbeitshub des Vorwärtslaufes der Verdichtungshub im Rückwärtslauf zugeordnet ist.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Verstellen des Einspritzbeginns für auf Rechtslauf oder Linkslauf umsteuerbare, insbesondere zum Antrieb von Schiffen und Lokomotiven geeignete Einspritzbrennkraftmaschinen, bei der in Abhängigkeit von der Drehzahl mittels gegen Federwirkung arbeitender Fliehgewichte durch einen Steuerschieber eine auf einen Kolben in einem Zylinder einwirkende hydraulische Hilfskraft gesteuert wird und bei welcher der Kolben einen Wellenteil axial verschiebt, der im Antrieb der für Rechts- und Linkslauf geeigneten Einspritzpumpe mittels schraubenförmig angeordneter Keilnuten eine Drehwinkelverstellung der Antriebswelle der Einspritzpumpe relativ zu der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine im Sinne einer Verstellung des Einspritzbeginns vornimmt, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl für Rechtslauf als auch für Linkslauf je ein mit einem Steuerschieber (10,11) zusammenwirkendes Paar Fliehkraftgewichte (30, 32) vorgesehen sind, die beide den Zufluß des von einer in der Förderrichtung umsteuerbaren Druckölpumpe (33) geförderten Drucköles in Abhängigkeit von der Drehzahl in den Zylinder (5) auf den Kolben (6) steuern, derart, daß bei Rechtslauf der Kolben (6) zur axialen Verstellung und Einstellung der Antriebswelle (55) der Einspritzpumpe von einem späteren auf einen früheren Einspritzbeginn in die eine Richtung und bei Linkslauf zur axialen Verstellung und Einstellung von einem späteren auf einen früheren Einspritzbeginn in die andere Richtung gedrückt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Fliehgewichten (30, 32) zusammenwirkenden Steuerschieber (10, 11) koaxial zueinander angeordnet sind und einen Verstellschieber (12) einschließen, der in Abhängigkeit von dem auf den Kolben (6) im Zylinder ausgeübten Öldruck zum Verstellen des Einspritzbeginns in der einen Drehrichtung der Brennkraftmaschine den Steuerschieber zum ■Steuern des Drucköles für die andere Drehrichtung außer Eingriff mit den mit diesem zusammenwirkenden Fliehgewichten bringt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Lauf der Brennkraftmaschine in der einen Drehrichtung durch den einen Steuerschieber (10 bei Rechtslauf) das von der Pumpe (33) geförderte Drucköl zum Verstellen des Kolbens (6) in dem Zylinder in der einen axialen Richtung und durch den anderen Steuerschieber (11 bei Rechtslauf) gleichzeitig Drucköl geringeren Druckes in den Zylinder zur Ausübung einer der Verstellkraft des Kolbens entgegenwirkenden Rückstellkraft gesteuert wird, und umgekehrt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den die Verstellkraft ausübenden und für den die geringere Rückstellkraft ausübenden Druckölkreislauf die Zuleitungen, Steueröffnungen und Ableitungen abwechselnd gemeinsam vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das Drucköl zur Ausübung der Verstellkraft auf den Kolben (6) liefernde Druckölpumpe (33) an den Kreislauf des unter Druck zur Schmierung der Brennkraftmaschine dienenden Öles angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckölpumpe (33), deren Saug- und Druckräume je nach Drehrichtung des Antriebes in der Funktion wechselweise vertauscht sind, auf jeder Seite mit zwei Ventilen, vorzugsweise mit nicht durch Federn belasteten Kugelventilen (39, 40, 43, 44), ausgestattet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (39, 40) zur Steuerung des Zulaufes auf jeder Pumpenseite miteinander verbunden sind, die anderen Ventile (43,, 44) jeder Pumpenseite dagegen in voneinander unabhängigen Ablaufleitungen (41, 42) angeordnet sind, durch die je nach Drehrichtung der öldruckpumpe (33) wechselweise Drucköl zur Ausübung der Verstellkraft und Drucköl mit dem Schmierkreislaufdruck zur Ausübung der Rückstellkraft gefördert wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beide Druckölkreisläufe der Verstellvorrichtung axial an entgegengesetzten Seiten der Vorrichtung angeschlossen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 303 775.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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