DE3112487C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Bei einer solchen, aus der DE-OS 27 10 614 bekannten Steuervorrichtung besteht die Ventileinrichtung aus einem drei unterschiedliche Stellungen aufweisenden Zwei-Wege-Ventil. Über dieses Ventil kann von den bei­ den Druckkammern jeweils eine mit dem Ausgang einer hy­ draulischen Druckölpumpe verbunden werden, während dann die jeweils andere mit einem Druckölablauf verbunden ist, so daß also der Kolben in die eine oder andere seiner Be­ wegungsrichtungen verschoben wird, solange die jeweilige Druckkammer mit dem Auslaß der Druckölpumpe verbunden ist. In einer Neutral- oder Ruhestellung des Ventils sind beide Druckkammern sowohl vom Auslaß der Druckölpumpe als auch dem Druckölablaß abgetrennt. In diesem Fall behält also der Kolben seine jeweils vorher eingenommene Stel­ lung bei. Das Ventil wird elektromagnetisch nach Maßgabe des von der Steuerschaltung abgegebenen Steuersignals ge­ steuert. In jeder der Druckkammern ist eine Feder vorge­ sehen, die den Kolben jeweils in Richtung seiner Gleich­ gewichtsstellung beaufschlagen. Ist eine der Druckkammern mit dem Auslaß der Druckölpumpe verbunden, so beauf­ schlagt dieser Druck den Kolben gegen die Kraft, die von der Druckfeder in der jeweils anderen Druckkammer auf den Kolben ausgeübt wird.

Aus der US-PS 40 37 573 ist eine ähnliche Steuervorrich­ tung bekannt, bei der der Kolben nur an einer seiner Stirnseiten zusammen mit dem Gehäuse eine Druckkammer be­ grenzt, die mit einem von der Förderpumpe erzeugten Druck beaufschlagt wird, der im wesentlichen proportional zur Drehzahl des Dieselmotors ist. Dieser Druck verschiebt den Kolben in eine eine Voreilung des Einspritzzeitpunk­ tes bewirkende Richtung, so daß mit steigender Drehzahl des Dieselmotors auch der Einspritzzeitpunkt weiter vor­ eilt. Ein erstes Ventil verhindert die Abgabe des Druckes an die Druckmittelkammer, bis eine bestimmte Drehzahl er­ reicht ist. Ein zweites Ventil überbrückt das erste Ven­ til, um Druckmittel von der Förderpumpe an die Druckmit­ telkammer während des Ablassens des Dieselmotors zu ge­ ben, um damit beim Anlassen des Dieselmotors den Ein­ spritzzeitpunkt ebenfalls voreilend zu verschieben. Der Kolben wird an seiner der Druckkammer abgewandten Stirn­ seite von einer Feder beaufschlagt.

Aus der US-PS 34 47 520 ist eine Steuervorrichtung für den Einspritzzeitpunkt bekannt, bei der der Kolben eben­ falls an nur einer seiner Stirnseiten mit dem Gehäuse eine Druckkammer begrenzt. Ein Ventil verbindet die Druckkammer wahlweise mit einer Förderpumpe oder einem Ablaufkanal in Abhängigkeit von einer von einer Drossel­ einrichtung abgegebenen Kraftstoffströmung. Diese Dros­ seleinrichtung steuert die Kraftstoffströmung zu dem Ven­ til in Abhängigkeit mit der Belastung des Dieselmotors.

Bei diesen bekannten Steuervorrichtungen wird jeweils im­ mer nur eine Druckkammer mit Druck beaufschlagt, während der Kolben an seiner jeweils abgewandten Stirnseite von einer Feder beaufschlagt wird. Dadurch ergibt sich aber ein instabiles Gleichgewicht zwischen den auf die einan­ der entgegengesetzten Stirnseiten des Kolbens wirkenden Kräften, wodurch eine ungenaue Steuerung des Einspritz­ zeitpunktes bedingt ist.

Mit der DE-OS 30 17 000 wird eine Steuervorrichtung ähn­ licher Art angegeben, bei der ein innerer Kolben gleitend in einem äußeren Kolben angeordnet ist, der wiederum gleitend in einem Gehäuse geführt ist. Bei dieser Steuer­ vorrichtung wird ein Ventil nach Maßgabe verschiedener Betriebsparameter des Motors gesteuert, um einen Öff­ nungsquerschnitt zwischen einer an einer Stirnseite des äußeren Kolbens ausgebildeten Druckkammer und einer Ab­ lauföffnung einzustellen, um den äußeren und damit auch den inneren Kolben aus einer Ruhestellung heraus in eine den Einspritzzeitpunkt voreilend verschiebende Richtung zu bewegen. Auch bei dieser Steuervorrichtung ist der äußere Kolben an einer seiner Stirnseiten und der innere Kolben an der jeweils zugeordneten anderen Stirnseite von einer Feder beaufschlagt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so weiterzu­ bilden, daß das Gleichgewicht zwischen den in entgegenge­ setzten Richtungen auf den Kolben wirkenden Kräften in jeder gewünschten Sollstellung des Kolbens genau und re­ produzierbar erreicht wird, um damit die Genauigkeit der Einstellung des Einspritzzeitpunktes zu verbessern.

Bei einer Steuervorrichtung der genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung zeichnet sich da­ durch aus, daß bei jeder gewünschten Sollstellung des Kolbens seine beiden Stirnseiten jeweils von einem be­ stimmten Druckmitteldruck beaufschlagt werden, wobei die­ se Drücke nach Maßgabe des Verhältnisses der wirksamen Strömungsquerschnitte der ersten und zweiten Druckkanäle eingestellt werden. Dieses Verhältnis der Wirkflächen des ersten und zweiten Druckkanals wird mit Hilfe des Stößels eingestellt bzw. geändert, der von einer Antriebseinrich­ tung in eine jeweils gewünschte Sollstellung verschoben wird, die dem berechneten Wert für den Einspritzzeitpunkt entspricht.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Kraftstoff-Einspritz­ verteilerpumpe mit einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für den Einspritzzeitpunkt, die zu besseren Darstel­ lung aus ihrer tatsächlichen Stellung um 90° im Uhrzeigersinn verdreht gezeigt ist,

Fig. 2 einen Schnitt einer Ausführungsform der Steuer­ vorrichtung für den Einspritzzeitpunkt,

Fig. 3 einen Schnitt der Steuervorrichtung längs der Schnittlinie I-I in Fig. 2,

Fig. 4 ein Schaltbild einer Steuerschaltung für die er­ findungsgemäße Steuervorrichtung,

Fig. 5 einen Schnitt einer abgewandelten Ausführungsform der Steuervorrichtung,

Fig. 6 einen Ausschnitt einer weiter abgewandelten Aus­ führungsform der Steuervorrichtung,

Fig. 7 einen Schnitt einer weiteren Ausführungsform der Steuervorrichtung und

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht von einem Federsitz für die in Fig. 7 gezeigte Steuervorrichtung.

Die in Fig. 1 gezeigte Einspritzverteilerpumpe für den Kraftstoff umfaßt ein Pumpengehäuse 10, das eine Förder­ pumpe 11 enthält, die von einer in Antriebsverbindung mit dem nicht gezeigten Dieselmotor stehenden Welle 12 ange­ trieben wird. Die Förderpumpe 11 saugt den Kraftstoff durch einen Einlaß 13 von einem nicht gezeigten Kraft­ stoffbehälter an und gibt den unter Druck gesetzten Kraftstoff über eine Druckregelventil 14 in eine Pumpen­ kammer 15, die im Pumpengehäuse 10 ausgebildet ist. Der in die Pumpenkammer 15 eingegebene Kraftstoff wird zur Schmierung der in der Kammer 15 angeordneten Teile ver­ wendet und ferner einem Kolbenventil 16 zugeliefert. Das Kolbenventil 16 enthält einen am Pumpengehäuse 10 befe­ stigten Zylinder 17 mit einer Einlaßöffnung 18, die in die Pumpenkammer 15 mündet, während jeweils eine Verteileröffnung 19 mit einem betreffenden Auslaßventil 21 in Verbindung steht. Des weiteren weist das Kolbenventil einen Über­ laufkanal 20 auf.

Ein Verteilerkolben 22 mit einer daran vorgesehenen Pas­ sage zur gezielten Verbindung der Öffnungen 18, 19 und des Kanals 20 ist drehbar und hin- und herbeweglich im Zylinder 17 angeordnet. Der Verteilerkolben 22 ist an einer Kur­ venscheibe 23 befestigt, die wiederum über eine geeignete Kupplung 24 mit der Antriebswelle 12 in Verbindung steht. Die Kurvenscheibe 23 weist an ihrer Oberfläche stirnsei­ tige Führungsflächen 25 auf, deren Anzahl der Anzahl der Motorzylinder entspricht. Ein Ring 26 trägt Rollen 27, die mit den stirnseitigen Führungsflächen 25 der Kurven­ scheibe 23 in Eingriff treten. Bei der Drehung der An­ triebswelle 12 dreht sich die Kurvenscheibe 23 ebenfalls, wobei ihre stirnseitigen Führungsflächen 25 über die Rol­ len 27 laufen und dabei der Verteilerkolben 22 die Dreh- und Hin- und Herbewegung erfährt. Der Verteilerkolben 22 bewegt sich um eine Strecke nach rechts, die gleich dem Hub der Führungsflächen ist, wenn die stirnseitige Füh­ rungsfläche an den Rollen vorbeiläuft. Infolge der Dreh- und Hin- und Herbewegung des Verteilerkolbens 22 wird der unter Druck gesetzte Kraftstoff von den Verteileröffnun­ gen 19 zu den Auslaßventilen 21 und damit zu den nicht gezeig­ ten Kraftstoffeinspritzeinrichtungen des Dieselmotors ge­ liefert.

Die Menge an über die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen eingegebenem Kraftstoff wird durch die Stellung einer Hülse 28 bestimmt. Die Hülse 28 ist auf einem Teil der Mantelfläche des Verteilerkolbens 22 angeordnet, so daß sie den Überlaufkanal 20 abdeckt, wenn sich der Verteiler­ kolben 22 in der Zeichnung nach links bewegt hat, und den Überlaufkanal 20 freigibt, um den unter Druck ge­ setzten Kraftstoff ins Innere der Pumpenkammer 15 abfließen zu lassen, wenn der Kolben 22, in der Zeichnung nach rechts bewegt worden ist.

Die Stellung der Hülse 28 wird in Abhängigkeit von der Motordrehzahl über ein Hebelwerk durch einen Regelmechanismus 30 verstellt, der in Antriebsverbindung mit der Welle 12 steht, so daß die Kraftstoffmenge für die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen entsprechend der Motordrehzahl gesteuert wird.

Der Einspritzzeitpunkt wird durch die Winkelstellung des Rollenringes 26 in bezug auf die Kurvenscheibe 23 ge­ steuert. Wenn beispielsweise der Ring 26 in eine Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung der Kurvenscheibe 23 ge­ dreht wird, laufen die Führungsflächen 25 zu einem frühe­ ren Zeitpunkt an den Rollen 27 vorbei, so daß der Ein­ spritzzeitpunkt in bezug auf den Motorkurbelwinkel vor­ verlegt werden kann. Zu diesem Zweck ist eine Steuervor­ richtung 50 für den Einspritzzeitpunkt vorgesehen, die die Winkelstellung des Ringes 26 entsprechend der Motor­ drehzahl verändert.

Die in Fig. 2 im einzelnen gezeigte Steuervorrichtung 50 wirkt auf den Beaufschlagungsstift 38, der an seinem un­ teren Ende über eine Schwenkverbindung mit einem Kolben 52 verbunden ist. Der Kolben 52 ist hin- und herbeweglich in einem Gehäuse 51 untergebracht, das an dem Pumpenge­ häuse 10 befestigt ist oder integrales Teil desselben darstellt. Der Kolben bildet eine erste und zweite Druck­ kammer 54 und 60 an seinen betreffenden Enden. Die erste Druckkammer 54 hat eine Mündungsöffnung 55, die über einen ersten Druckkanal 58 mit der Pumpenkammer 15 in Verbindung steht. Die erste Druckkammer 54 hat ferner eine erste Entlastungsöffnung 56 mit einer darin vorgese­ henen Drosselöffnung 57, die mit der Außenseite des Ge­ häuses 51, z. B. dem Kraftstoffbehälter, in Verbindung steht. Die zweite Druckkammer 60 hat eine Mündungsöffnung 61, die über einen zweiten Druckkanal 64 mit der Pumpen­ kammer 15 in Verbindung steht, und ferner eine zweite Entlastungsöffnung 62 mit einer darin vorgesehenen Dros­ selöffnung 63, die mit der Außenseite des Gehäuses 51, z. B. dem Kraftstoffbehälter, verbunden ist.

Eine Feder 66 ist in der ersten Druckkammer 54 angeordnet und drückt den Kolben 52 in Fig. 2 nach links. Die Feder 66 hat eine solche Länge, daß bei Stillstand des Diesel­ motors der Kolben 52 eine Stellung einnimmt, die zu einer geeigneten Vorverstellung des Einspritzzeit­ punktes beim Motoranlauf führt.

Im Kolben 52 ist eine Führungsbohrung 70 ausgebildet, die sich in Längsrichtung des Kolbens 52 erstreckt und mit den Mündungsöffnungen 55 und 61 fluchtet. Die Führungs­ bohrung 70 nimmt einen Stößel auf, der unabhängig von der Bewegung des Kolbens 52 hin- und herbewegt werden kann. Der Stößel 71 bildet zusammen mit den von ihm gesteuerten Kanälen ein hydraulisches Servoventil zur Veränderung des Verhältnisses der effektiven Fläche des ersten Druckkanals 58 zur effektiven Fläche des zwei­ ten Druckkanals 64, um längs des Kolbens 52 eine Druckdiffe­ renz hervorzurufen, so daß der Kolben 52 eine Bewegung er­ fährt und dabei der Rollenring 26 in eine entsprechende Winkelstellung verlagert wird. So steigt das Verhältnis der wirksamen Fläche des ersten Druckkanals 58 zu der wirksamen Fläche des zweiten Druckkanals 64 bei einer Bewegung des Stößels nach links an. Der Stößel 71 hat eine solche Länge, daß er den ersten und zweiten Druckkanal 58 und 64 und damit die erste oder zweite Mündungsöffnung 55 und 61 nahezu ver­ schließen kann, wenn er die in Fig. 2 gezeigte Gleichge­ wichtsstellung einnimmt. Der Stößel 71 trägt einen nadel­ förmigen axialen Fortsatz 72, der sich vom rechten Ende des Stößels 71 nach rechts erstreckt und die erste Ent­ lastungsöffnung 56 verschließt, wenn der Stößel 71 seine äußerste rechte Stellung einnimmt.

An dem mittleren Abschnitt des Stößels 71 ist eine Zahn­ stange 73 ausgebildet, um die der Kolben 52 eine Öffnung 74 aufweist. Die Öffnung 74 steht mit der Einlaßseite der Förderpumpe 11 über eine im Gehäuse 51 ausgebildete Aus­ laßbohrung 75 in Verbindung, um einen Verlust an unter Druck gesetztem Kraftstoff zu verhindern. Die Zahnstange 73 kämmt mit einem Ritzel 76.

Wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist, ist das Ritzel 76 auf einer Welle 77 vorgesehen, die von einem an der äuße­ ren Oberfläche des Gehäuses 51 befestigten reversierbaren Elektromotor 80 gedreht wird. Der Elektromotor 80 dreht sich in entgegengesetzten Richtungen, um den Stößel 71 über die Ritzel-Zahnstangenverbindung in Richtung zur und fort von der ersten Druckkammer 54 zu bewegen. Eine Öl­ dichtung 78 wird von einem Elektromotorflansch 81 gegen das Gehäuse 51 gedrückt.

Fig. 4 zeigt eine Steuerschaltung 100 zur Steuerung des Elektromotors 80. Die Steuerschaltung wird über einen Schalter 101 von einer Batterie 102 gespeist. Die Steuer­ schaltung 100 erhält Eingangssignale von verschiedenen Sensoren, und diese Eingangssignale geben die Motorbe­ triebsparameter, wie den Einspritzzeitpunkt, die Umge­ bungstemperatur, die Motorbelastung, die Motortempera­ tur, die Motordrehzahl und dgl. an. Die Steuerschaltung 100 berechnet den optimalen Einspritzzeitpunkt für den jeweiligen Motorbetriebszustand entsprechend den Ein­ gangssignalen und liefert ein für den berechneten Ein­ spritzzeitpunkt kennzeichnendes Steuersignal an den Elek­ tromotor 80, der damit den Stößel 71 über das Ritzel 76 und die Zahnstange 73 in eine Stellung bewegt, bei der eine Verstellung des Einspritzzeitpunktes entsprechend dem berechneten Einspritzzeitpunkt erfolgt.

Wenn beispielsweise der Einspritzzeitpunkt vorverstellt werden muß, steuert die Steuerschaltung 100 den Elektro­ motor 80 derart, daß sich das Ritzel 76 gegen den Uhrzei­ gersinn dreht, was den Stößel 71 in Fig. 2 nach links be­ wegt. Dies verringert die Wirkfläche des zweiten Druckka­ nals 64 und beschränkt den Kraftstoffluß durch die zweite Mündungsöffnung 61 in die zweite Druckkammer 60. Gleich­ zeitig erhöht sich die Wirkfläche des ersten Druckkanals 58, was zu einem erhöhten Kraftstofffluß durch die erste Mündungsöffnung 55 in die erste Druckkammer 54 führt. In­ folge davon fällt der Druck in der zweiten Druckkammer 60 ab, während der Druck in der ersten Druckkammer 54 an­ steigt, so daß der Kolben 52 eine Bewegung nach links in Fig. 2 ausführt. Die links gerichtete Bewegung des Kol­ bens 52 relativ zum Stößel 71 vergrößert die Wirkfläche des zweiten Druckkanals 58. Wenn die Wirkflächen von er­ stem und zweitem Druckkanal einander gleich werden und damit die Drücke in der ersten und zweiten Druckkammer im Gleichgewicht zueinander stehen, kommt der Kolben 52 in seiner Bewegung zu der angestrebten Stellung zum Still­ stand; und eine Vorverstellung des Einspritzzeitpunktes entsprechend dem von der Steuerschaltung 100 berechneten Wert wird erreicht.

Um den Einspritzzeitpunkt zu verzögern, steuert die Steuer­ schaltung 100 den Elektromotor 80 so, daß sich das Ritzel 76 im Uhrzeigersinn dreht, was den Stößel 71 in Fig. 2 nach rechts bewegt. Dies verkleinert die Wirk­ fläche des ersten Druckkanals 58, so daß der Kraft­ stofffluß durch die erste Mündungsöffnung 55 in die erste Druckkammer 54 eingeschränkt wird. Gleichzeitig ver­ größert sich die Wirkfläche des zweiten Druckkanals 64, was zu einem höheren Kraftstofffluß durch die zweite Mün­ dungsöffnung 61 in die zweite Druckkammer 60 führt. Folg­ lich fällt der Druck in der ersten Druckkammer 54 ab und steigt der Druck in der zweiten Druckkammer 60 an, so daß der Kolben 52 eine Bewegung nach rechts ausführt. Infolge der nach rechts gerichteten Bewegung des Kolbens 52 rela­ tiv zum Stößel 71 steigt die Wirkfläche des ersten Druck­ kanals 58 an, während die Wirkfläche des zweiten Druckka­ nals 64 kleiner wird. Wenn die Wirkflächen vom ersten und zweiten Druckkanal einander gleich werden und damit die Drücke in der ersten und zweiten Druckkammer ins Gleich­ gewicht kommen, beendet der Kolben 52 seine Bewegung in die angestrebte Stellung, wodurch der Einspritzzeitpunkt entsprechend dem berechneten Wert verzögert wird.

Eine geeignete Vorverstellung für den Einspritzzeitpunkt bei Motoranlauf kann erhalten werden, wenn der Stößel 71 in seine äußerste rechte Stellung bewegt wird. Wenn der Schalter 101 geschlossen wird, steuert die Steuerschal­ tung 100 den Elektromotor 80 derart, daß sich das Ritzel 76 im Uhrzeigersinn dreht, um den Stößel 71 in seine äußerste rechte Stellung zu bewegen, bei der der Stößel 71 die erste Mündungsöffnung 55 und der Fortsatz 72 die Entlastungsöffnung 56 verschließen, so daß der Kraftstoff in der ersten Druckkammer 54 eingeschlossen wird. Dies hält den Kolben 52 in der Stellung, die durch die Feder 66 bei Stillstand des Dieselmotors gegen irgendwelche auf den Kolben einwirkende Kräfte bestimmt ist. Die Kraft der Feder 66 kann relativ gering sein, da bei Stillstand des Dieselmotors kein Druck in der zweiten Druckkammer 60 herrscht.

Wenn eine äußere Kraft auf den Kolben 52 über den Beauf­ schlagungsstift 38 einwirkt, um den Kolben 52 z. B. nach rechts zu bewegen, öffnet sich der erste Druckkanal 58, und der zweite Druckkanal 64 wird geschlossen. Dadurch steigt der Druck in der ersten Druckkammer 54 an, und der Druck in der zweiten Druckkammer 60 fällt ab, so daß der Kolben eine Bewegung nach links ausführt. Der Kolben 52 stoppt in einer Stellung, bei der die Wirkflächen vom er­ sten und zweiten Druckkanal einander gleich sind.

In Fig. 5 ist eine modifizierte Ausführungsform der Steuervorrichtung für den Einspritzzeitpunkt gezeigt, bei dem demStößel 71 in einer im oberen Bereich des Kol­ bens 52 ausgebildeten Führungsbohrung angeordnet ist. Diese Modifikation erlaubt die Ausbildung der ersten Ent­ lastungsöffnung 56 an einer Stelle, bei der der obere Be­ reich der ersten Druckkammer 54 mit der Außenseite in Verbindung kommt, was die Luft- und Gasableitung erleich­ tert. Dies verhindert eine Ansammlung von Luft und Gasen in der ersten Druckkammer 54, wodurch die Genauigkeit und Beständigkeit der in der Steuervorrichtung für den Ein­ spritzzeitpunkt vorgenommenen Steuerung verbessert werden.

Fig. 6 zeigt eine weitere Modifikation der Steuervorrich­ tung. Bei dieser ist ein Entlüftungskanal 59 vorgesehen, der einen oberen Bereich der ersten Druckkammer 54 mit der ersten Entlastungsöffnung 56 verbindet, so daß in der ersten Druckkammer 54 angesammelte Luft und Gase entwei­ chen können. Der Fortsatz 72 verschließt den Entlüftungs­ kanal 59 und die Entlastungsöffnung 56, um den Kraftstoff in der ersten Druckkammer 54 einzuschließen, wenn der Stößel 71 in seine äußerste rechte Stellung bewegt worden ist.

Da der Durchmesser des Stößels 71 gering und die auf den Kolben 52 von dem Stößel 71 ausgeübte Reaktionskraft sehr klein ist, kann der bei der Steuervorrichtung für den Einspritzzeitpunkt verwendete Elektromotor 80 eine kleine Leistung haben.

Es versteht sich, daß der Fortsatz 72 fortgelassen werden kann, da sich der Kolben 52 mit sehr hoher Ansprechem­ pfindlichkeit auf die Bewegung des Stößels 71 bewegt, in der Weise, daß der Abstand zwischen dem ersten bzw. dem zweiten Druckka­ nal 58, 64 und dem entsprechenden Ende des Stößels 71 ein Millimeter nicht überschreiten kann.

Fig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. In Fig. 7 tragen gleiche Teile wie in Fig. 2 die gleichen Bezugszeichen. Teile, die die gleiche Funktion haben, sich jedoch etwas in ihrer Ausbildung unterscheiden, ha­ ben das gleiche Bezugszeichen mit dem Zusatz a.

Die Führungsbohrung 70 enthält einen Stößel 71 a, der in der Führungsbohrung hin- und herbewegt werden kann. Eine erste Feder 90 erstreckt sich zwischen dem rechten Ende des Stößels 71 a und einem ersten Federsitz 91, der in der ersten Mündungsöffnung 55 befestigt ist. Eine zweite Fe­ der 92 erstreckt sich zwischen dem linken Ende des Stößels 71a und einem zweiten Federsitz 93, der in der zweiten Mündungsöffnung 61 befestigt ist. Die erste und zweite Feder 90, 92 haben gleiche Federsteifigkeit. Der erste und zweite Federsitz 91, 93 sind stangenför­ mig ausgebildet, derart, daß die Wirkfläche der zugehörigen Mündungsöffnungen 55 und 61 einen stetigen Kraftstofffluß durch diese gewährleistet. Wie in Fig. 8 gezeigt, kann jeder Fe­ dersitz 91, 93 eine Nut 96 mit einer flachen Bodenfläche haben, die ein Abspringen der zugehörigen Feder verhin­ dert.

Wenn der Elektromotor 80 den Stößel 71 a aus der in Fig. 7 gezeigten Gleichgewichtslage nach links bewegt, um den Einspritzzeitpunkt vorzuverstellen, wird die zweite Feder 92 zusammengedrückt, was ihre auf den Stößel 71 a nach rechts wirkende Kraft erhöht, während sich die erste Fe­ der 90 ausdehnt, d. h., die Kraft dieser Feder, die den Stößel 71 a nach links drücken will, wird herabgesetzt. Die resultierende Federkraft, die den Stößel 71 a nach rechts drückt, steigt bei einer Bewegung des Stößels 71 a nach links an. Wenn die resultierende Federkraft auf einen Wert ansteigt, der gleich der Kraft ist, die über das Ritzel 76 und die Zahnstange 73 von dem Elektromotor 80 zur Bewegung des Stößels 71 nach links übertragen wird, kommt der Stößel 71 a bei einer neuen Gleichge­ wichtslage zum Stillstand. Unter diesen Umständen ver­ größert der Stößel 71 a die Wirkfläche des ersten Druck­ kanals 58, so daß durch die erste Mündungsöffnung 55 ein erhöhter Kraftstofffluß in die erste Druckkammer 54 gelan­ gen kann. Dagegen wird die Wirkfläche des zweiten Druck­ kanals 64 verringert, was den Kraftstofffluß durch die zweite Mündungsöffnung 61 in die zweite Druckkammer 60 einschränkt. Infolge davon steigt der Druck in der ersten Druckkammer 54 an und fällt der Druck in der zweiten Druckkammer 60 ab, so daß der Kolben 52 eine Bewegung nach links ausführt.

Die nach links gerichtete Bewegung des Kolbens 52 bewegt den ersten und zweiten Federsitz 91 und 93 nach links in bezug auf den Stößel 71 a, was die erste Feder 90 in einem gewissen Ausmaß zusammendrückt und die zweite Feder 92 expandieren läßt, so daß sich die resultierende, den Stößel 71 a nach rechts drückende Federkraft verringert. Hierdurch kann der Elektromotor 80 den Stößel 71 a weiter nach links bewegen. Dieser Arbeitsablauf wiederholt sich solange, bis der Stößel 71 a eine angestrebte Stellung er­ reicht, bei der der Einspritzzeitpunkt eine Vorverstel­ lung entsprechend dem von der Steuerschaltung 100 berech­ neten Wert erfährt. Der Stößel 71 a bewegt sich in die neue Gleichgewichtslage innerhalb sehr kurzer Zeit.

Zur Verzögerung des Einspritzzeitpunktes beaufschlagt die Steuerschaltung 100 den Elektromotor 80 so, daß der Stößel 71 a über die Zahnstange 73 und das Ritzel 76 nach rechts bewegt wird. Die resultierende, den Stößel 71 a nach links drückende Federkraft steigt an, wenn sich der Stößel 71 a nach rechts bewegt. Der Stößel 71 a kommt in einer neuen Gleichgewichtslage zum Stillstand, wenn die resultierende, den Stößel 71 a nach links drückende Federkraft auf einen Wert angestiegen ist, der gleich der Kraft ist, die von dem Elektromotor 80 auf den Stößel 71 a ausgeübt wird. In der neuen Gleichgewichtslage vergrößert der Stößel 71 a die Wirkfläche des zweiten Druckkanals 64, so daß ein erhöhter Kraftstofffluß durch die zweite Mün­ dungsöffnung 61 in die zweite Druckkammer 60 erfolgen kann, während die Wirkfläche des ersten Druckkanals 58 abnimmt und damit der Kraftstofffluß durch die erste Mün­ dungsöffnung 55 in die erste Druckkammer 54 herabgesetzt wird. Infolge davon fällt der Druck in der ersten Kammer 54 ab, und es steigt der Druck in der zweiten Druckkammer 60 an, so daß der Kolben 52 eine Bewegung nach rechts ausführt.

Die nach rechts gerichtete Bewegung des Kolben 52 bewegt den ersten und zweiten Federsitz 91 und 93 nach rechts, was zu einer Expansion der ersten Feder 90 und einer Kom­ pression der zweiten Feder 92 in einem gewissen Umfang führt, so daß die resultierende, den Stößel 71 a nach links drückende Federkraft abnimmt. Dies ermöglicht eine weitere Bewegung des Stößels 71 a nach rechts durch den Elektromotor 80. Dieser Vorgang wiederholt sich solange, bis der Stößel eine angestrebte Stellung erreicht, bei der eine Verzögerung des Einspritzzeitpunktes entspre­ chend dem von der Steuerschaltung 100 berechneten Wert erfolgt.

Im Laufe der Bewegung des Stößels 71 a in die angestrebte Stellung kommt der Stößel in Gleichgewichtslagen unter der resultierenden Kraft der Federn zum Stillstand, die den Stößel in eine Richtung beaufschlagt, die entgegenge­ setzt zur Bewegungsrichtung des Stößels liegt. Folglich wird die Zeit, die für die Bewegung des Stößels 71 a in die angestrebte Stellung durch den Elektromotor 80 erfor­ derlich ist, in gewissem Ausmaß vergrößert, was einen Be­ trieb des Elektromotors 80 unter der Rückführsteuerung der Steuerschaltung 100 ermöglicht. Der Stößel 71 a kann ohne Überlauf in die angestrebte Stellung mit hoher Genau­ igkeit bewegt werden. Dieses verhindert, daß der Stößel 71 a an das Gehäuse gedrückt wird, was zu einem Ausfall bzw. einer Beschädigung des Elektromotors 80, der Zahn­ stange 73 und des Ritzels 76 führen würde.

Claims (4)

1. Steuervorrichtung für den Einspritzzeitpunkt bei einer Kraftstoff-Einspritzverteilerpumpe für einen Dieselmotor, mit einem eine innere Pumpenkammer begrenzenden Pumpenge­ häuse, das eine Förderpumpe zum Zuführen von Kraftstoff unter Druck in die Pumpenkammer enthält, der im wesent­ lichen proportional zur Drehzahl des Dieselmotors ist, und mit einem beweglichen Steuerelement zum Bestimmen des Einspritzbeginns in den Dieselmotor nach Maßgabe der Stellung dieses Elements mit einem an dem Pumpengehäuse befestigten Gehäuse zur Aufnahme eines mit dem Steuerele­ ment antriebsverbundenen Kolbens, der in diesem Gehäuse unter Bildung einer ersten und zweiten Druckkammer an seinen Stirnseiten hin- und herbeweglich angeordnet ist, wobei die erste Druckkammer und die zweite Druckkammer über je einen Druckkanal mit der Pumpenkammer verbunden sind, außerdem mit einer Steuerschaltung zur Berechnung eines optimalen Wertes für den Einspritzzeitpunkt aus verschiedenen Motorbetriebsparametern beim jeweiligen Mo­ torbetriebszustand und zum Erzeugen eines den berechneten Wert des Einspritzzeitpunktes angebenden Steuersignals, mit einer auf das Steuersignal von der Steuerschaltung ansprechenden Ventileinrichtung zum Steuern des an jede der Druckkammern gegebenen Druckes, wodurch der Kolben zur Bewegung des Steuerelements in eine dem berechneten Wert des Einspritzzeitpunktes entsprechende Stellung be­ wegbar ist, wobei die Ventileinrichtung einen Stößel auf­ weist, der zur Änderung der Durchlaßquerschnitte der Druckkanäle in einer mit diesen Kanälen verbundenen Füh­ rungsbohrung verschiebbar ist, und mit einer Antriebsein­ richtung zum Verschieben des Stößels in eine Sollstel­ lung, die dem berechneten Wert für den Einspritzzeitpunkt entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsboh­ rung (70) und die mit dieser verbundenen Druckkanäle (58, 64) innerhalb des Kolbens (52) angeordnet sind, daß die Führungsbohrung (70) mit ihrem einen Ende in die erste (54) und mit ihrem anderen Ende in die zweite Druckkammer (60) mündet und diese Mündungsöffnungen (55, 61) mit der Führungsbohrung (70) fluchtend angeordnet sind und daß der zwischen den Mündungsöffnungen (55, 61) von der Führungsbohrung (70) aufgenommene Stößel (71) von seiner Antriebseinrichtung (76) stufenlos und dabei die Durchlaßquerschnitte der Druckkanäle (58, 64) gegensinnig ändernd einstellbar ist.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stößel (71) einen nadelförmigen axia­ len Fortsatz (72) aufweist, der sich zu der der ersten Druckkammer (54) zugeordneten Mündungsöffnung (55) er­ streckt, um eine erste Entlastungsöffnung (56) zu schließen, über die die erste Druckkammer (54) mit der Einlaßseite der Förderpumpe verbunden ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Stößel (71, 71 a) in seiner Gleich­ gewichtsstellung beide Druckkanäle (58, 64) nahezu ver­ schließt.

4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (76) eine am Stößel (71; 71 a) ausgebildete Zahnstange (73), ein mit der Zahnstange kämmendes Ritzel (76) und einen auf das Steuersignal von der Steuerschaltung (100) an­ sprechenden Elektromotor (80) zur Drehung des Ritzels aufweist.