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Drehzahlregler für Kraftstoffeinspritzpumpen von
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BrennkraCtmaschinen Stand der Technik Die Erfindung betrifft einen
Drehzahlregler für Kraftstoffeinspritzpumpen von Brennkraftmaschinen nach der Gattung
des Anspruchs 1. Eine derartige Angleichung kann bei solchen Brennkraftmaschinen
erforderlich sein, die im unteren Drehzahlbereich sogenannte Schwarzrauchprobleme
haben oder die einen besonderen Drehmomentenanstieg realisieren müssen. Desweiteren
benötigen eine negative Angleichung sogenannte Ladermotoren ohne ladedruckabhängigen
Vollastanschlag.
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Aus der 3E-OS 24 02 374 ist ein derartiger Drehzahl regler bekannt,
dessen Vorrichtung für die negative Vollastangleichung aus einer Federkapsel und
einem mit dieser zusammenwirkenden Angleichhebel besteht.
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Diese Vorrichtung ist in vorhandene Regelhebelgruppen nachträglich
günstig einbaubar, jedoch erfordert sie einen erhöhten technischen Aufwand und belastet
die
ohnehin funktionsreiche Regelhebelgruppe mit einer zusätzlichen
Funktion.
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Schnellaufende Brennkraftmaschinen benötigen eine verhältnismäßig
große negative Angleichung, die sich mit der vorbekannten Vorrichtung nur mit großem
Aufwand darstellen läßt. Diese beeinflußt auch in nicht erwünschter Weise eine ggf.
vorhandene Einrichtung für den lastabhängigen Förderbeginn und ermöglicht nicht
den gleichzeitigen Einsatz eines ladedruck- oder athmosphärendruckabhängigen Vollastanschlags.
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Vorteile der Erfindung Mit dem Drehzahlregler für Kraftstoffeinspritzpumpen
von Brennkraftmaschinen nach der Erfindung wird das im vorerwähnten Stand der Technik
dargelegte Problem mit einfachen technischen Mitteln und sicher in der Funktion
gelöst, Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die erforderliche Minderfüllung
des Arbeitsraumes durch die die Erhebungskurve des Pumpenkolbens bestimmende Geometrie
der Nocken der Hubscheibe zu erreichen.
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Der Förderbeginn wird durch die mit steigender Drehzahl zunehmende
Füllung des Pumpenarbeitsraumes bei seinem Saughub und bei steigender Drehzahl immer
näher zum unteren Totpunkt auf der ansteigenden Flanke des Nockens verschoben, was
eine Frühverschiebung des Spritzbeginns zur Folge hat. Gegegenüber herkömmlichen
Angleichvorrichtungen braucht deshalb der Spritzversteller in vorteilhafter Weise
nur noch einen kleineren Weg auszufhren, um die gleiche Spritzbeginnverschiebung
zu erreichen,
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen beschrieben. Da die Einlaßschließpunkte zum Nocken mit einer
die Angleichung beeinflussenden Toleranz behaftet sind, ist eine Justierung erforderlich,
die Ansprüche 3 bis 7 zeigen Wege einer derartigen Justierung.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 abschnittsweise
einen Schnitt durch eine sogenannte Verteilereinspritzpumpe für Dieselkraftstoff
von BrennkraStmaschinen in vereinfachter, unmaßstäblicher Darstellung; Figur 2 den
F6rdermengenverlauf mit negativer Vollastangleichung; Figur -3 die Erhebungskurve
eines Nockens der Hubscheibe; Figur 4 den partiellen Kolbenweg im Bereich der Angleicng;
und Figur 5 abschnittsweise einen Schnitt durchrden Spritzversteller in unmaßstäblioter
Darstellung.
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Beschreibung des Ausführungsbeispieles Die Verteilereinspritzpumpe
in Figur 1 hat einen Verteilerkopf 45 mit einer Bohrung 2, in der ein Pumpenkolben
3 durch vereinfacht dargestellte Mittel entgegen der !t.att einer nicht dargestellten
Rückstellfeder eine Drebhubbewegung ausführt Ein Arbeitsraum 4 wird über Steuerschlitze
5 im Pumpenkolben 3 und eine Einlaßöffnung 6 im Gehause 1 mit Kraftstoff aus dem
Innenraum 7 der Einspritzpumpe solange versorgt, wie der Pumpenkolben 3 seinen Saughub
ausführt.
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Der Verteilerkopf 45 ist mit seinem Hals 47 in einer Öffnung 46 des
Gehäuses 1 zentriert und mittels mehrerer Kopfschrauben 48 am Gehäuse 1 befestigt.
Den Gewindebolzen 49 einer jeden Kopfschraube 48 nimmt ein als Langloch ausgebildetes
Durchgangsloch 50 des Verteilerkopfes 45 auf, so daß dessen geringfügige Drehung
um den Pumpenkolben 3 möglich ist.
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Nach einer Drehung des Pumpenkolbens 3 und bei Beginn des Druckhubs.wird
der Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 4 über eine L*ngsbohrung 8 im Innern des Pumpenkolbens
3 und eine davor abzweigende Steuerbohrung 9 in eine Verteilernut 10 am Pumpenkolben
3 gefördert und über eine von mehreren von der Bohrung 2 ausgehenden Auslaßbohrungen
11 und einem Druckventil 12 einem nicht gezeichneten Einsprit-ztentil zugeführt.
Eine synchronangetriebene, volumetrische Förderpumpe 13 fördert Kraftstoff aus einem
Krgftstoffbehältér 14 in den Innenraum 7, dessen Kraf'tstoffdruck ein Drucksteuerventil
15 bestimmt.
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Ein Regelschieber 16 steuert während des Druckhubs eine von der Längsbohrung
8 abzweigende Steuerbohrung 17 des Pumpenkolbens 3 auf, wodurch der ab diesem Kolbenhub
gefördert Kraftstoff in den Innenraum 7 zurückfließt und dadurch den Nutzhub beendet.
Ein Regler mit einem um eine gehäusefeste Achse 19 schwenkbaren Reglerhebel 18 mit
einem Zapfen 20 greift in eine Ausnehmung 21 des Regelschiebers 16 und bestimmt
dessen Axialstellung auf dem Pumpenkolben.3; åtf diese Weise wird die von der Pumpe
geförderte Kraftstoffmenge bestimmt. Der Pumpenkolben 3 ist durch einen Stift 23
mit einer Hubscheibe 24
verbunden, die eine Antriebswelle 26 über
eine nicht gezeichnete Klauenkupplung antreibt. Die Hubscheibe 24 hat Nocken 25
- deren Anzahl der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine entspricht - die mit
Rollen 27 eines Rollenringes 28 zusammenwirken und die Drehhubbewegungen herbeiführen.
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Der Rollenring 28 ist im Gehäuse 1 drehverstellbar gelagert und über
einen Bolzen 29 mit einem Kolben 30 eines Spritzverstellers derart verbunden, daß
dessen Hubbewegung eine Drehung des Rollenringes 28 herbeiführt; dadurch ändert
sich die Zuordnung der Hubscheibe 24 zum Rollenring 28, so daß die Rollen 27 die
sich drehende Hubscheibe 24 zu einem früheren oder späteren Zeitpunkt anhebt; hierdurch
wird die Lage des Pumpenkolbens 3 bezüglich dessen Hubbewegung gegenüber der Kurbel-
oder Nockenwelle um einen definierten Winkel versetzt.
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Den Kolben 30 beaufschlagt der Kraftstoff im Zylinderraum.32, der
über einen Kanal 31 mit dem Innenraum 7 verbunden ist. Auf der Rückseite ist der
Kolben 30 von einer Feder 33 beaufschagt, entgegen der er bei steigender Drehzahl
und mithin steigendem Innenraumdruck verschoben wird und dabei den Rollenring 28
im Sinne eines früheren Spritzbeginns bzw. Beginns des wirksamen Förderhubs des
Pumpenkolbens 3 verschiebt.
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Das Schaubild in Figur 2 zeigt die strichlierte Kennlinie 60 des Kraftstoffbedarfs
des Motors und die ausgezogene Kennlinie 61 der Vollastfördermenge ohne Angleichung
sowie die strichpunktierte Kennlinie 62 mit angeglichener, negativer Vollastfördermenget
Das
Schaubild in Figur 3 zeigt die Nockenbahn 63, die identisch ist mit der Erhebungskurve
des Pumpenkolbens 3 über den horizontalen Drehwinkel alpha und dem vertikalen Nockenhub.
Die Nockenbahn 63 hat zwischen dem unteren Totpunkt UT und dem oberen.Totpunkt OT
ihren ansteigenden Ast, welcher der ansteigenden Flanke 64 des Nockens 25 entspricht,
und daran anschließend ihren abfallenden Ast 65 mit einem Abschnitt 66, der einen
von der ursprünglichen Nockenform 67 abweichenden Verlauf aufweist.
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Befindet sich der Spritzversteller in seiner Spätlage 68, so wird
die E.inlaßöffnung 6, z. B. im Kurvenpunkt 69 aufgesteuert und im Kurvenpunkt 70
zugesteuert; in der korrespondierenden Frühlage 68' trifft dies in den Kurvenpunkten
69' und 70' zu. Der maximale Weg 71 des Spritzverstellers bestimmt den Angleichbereich
72 und die Hubdifferenz des Pumpenkolbens 3 zwischen den Kurvenpunkten 70 und 70'
die Angleichfördermenge pro Förderhub des Pumpenkolbens 3. Das Schließen der Einlaßöffnung
6 zum-Arbeitsraum 4 ist bei allen oder wenigstens einem Teil der Einstellagen des
Spritzverstellers bereits erfolgt, bevor der Pumpenkolben 3 auf der abfallenden
Flanke 65 des jeweiligen Nockens 25 seinen Saughub beendet hat Das bedeutet, daß
im Bereich der Kolbenstellungen, bei denen ein Schließen der Einlaßöffnung 6 bei
unterschiedlicher Einstellagen des Abschnittes 66 erfolgt, die jeweilige Angleichmenge
bezogen auf die Drehzahl angepaßt ist.
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Das -Schaubild in Figur 4 zeigt Kennlinien des Kolbenweges im Angleichbereich
über dem anteiligen Hub und der Drehzahl. So ergibt der Abschnitt 66 in Figur 3
die
Kennlinie 73, bei der die Drehzahl nl in Figur 2 den minimalen
Angleichweg erfordert und der?Angleichverlauf über der Drehzahl linear erfolgt.
Angleichwege mit Kennlinien wie beispielsweise 74, 75 und 76 sind durch entsprechende
Gestaltung des Nockenverlaufs im Abschnitt 66 erreichbar.
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Die nur abschnittsweise dargestellte Kraftstoffeinspritzpumpe in Figur
5 zeigt das Gehäuse 1 und den darin drehbar gelagerten Rollenring 28 mit den nicht
gezeichneten Rollen. Der Kolben 30 hat eine Querbohrung 80, in der ein Gleitstein
81 drehbar lagert, der den einen Endabschnitt des Bolzens 29 aufnimmt und dessen
anderer Endabschnitt im Rollenring 28 befestigt.
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ist. Eine Zylinderbohrung 83 im Gehäuse 1 nimmt den Kolben 30 auf
und ist durch zwei Deckel 82 und 82' in nicht näher dargestellter Weise verschlossen.
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Als Mittel zur Justierung der Drehstellung des Pumpenkolbens 3 bezüglich
der Einlaßöffnung 6 (Figur 1) sind alternativ angeordnet: 1. Die Lage der Bohrungsachse
84 der Querbohrung 80 ist auf der Achse 85 des Kolbens 30 änderbar in eine neue
Lage 84'.
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2. Der axiale Abstand der beiden Deckel 82, 82', welcher den möglichen
Weg des Kolbens 30 begrenzt, ist bezüglich dessen Mittelstellung änderbar. Diese
Änderung wird erreicht entweder durch eine Eindrehung 88 im Deckel 82 oder durch
eine Verkürzung der wirksamen Länge der Zylinderbohrung 83 in Richtung der Achse
85.
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3. Wenigstens in einem der beiden Deckel 82, 82' ist eine Justierschraube
90, 90' axial verstellbar angeordnet, die einen Anschlag für den Kolben 30 in seiner
einen Endlage bildet; die jeweilige Einstelllage der Justierschraube 90, 90' sichert
eine Gegenmutter 91. Die Druckfeder 33 stützt sich zum einen an einem Bund 92 der
Justierschraube 90' ab und zum andern am Boden 93 einer Vertiefung 94 im Kolben
30.
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Im dargestellten Stillstand der Kraftstoffeinspritzpumpe drückt die
vorgespannte Druckfeder 33 den Kolben 30 an die Justierschraube 90. Von einer bestimmten
Motordrehzahl an überwindet der Druck im Innenraum 7 und mithin im Zylinderraum
32 die Vorspannkraft der Druckfeder 33, die dann den Kolben 30 nach rechts bewegt.
Diese Bewegung wird über den Gleitstein 81 und den Bolzen 29 auf den Rollenring
28 betragen, der eine geringfügige Winkelverstellung ausführt. Hierdurch ändert
sich die Zuordnung der Hubscheibe 24 zum Rollenring 28 derart, daß sich die Hubscheibe
24 aus ihrer unteren Totpunkt lage zu einem früheren Zeitpunkt abhebt.
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4. Der Verteilerkopf 45 in Figur 1 ist durch mehrere, nur abschnittsweise
dargestellte Kopfschrauben 48 am Gehäuse 1 befestigt. Den Gewindebolzen 49 einer
jeden Kopfschraube 48 nimmt ein zum Pumpenkolben 3 paralleles Durchgangsloch 50
auf. Dieses hat eine derartige Konfiguration, daß sich der Verteilerkopf 45 bei
gelösten Kopfschrauben 48 bezüglich dem Pumpenkolben 3 geringfügig drehen läßt
daß
sic.n der Verteilerkopf 5 bei gelösten Kopfschrauben 48 bezüglich dem Pumpenkolben
3 geringfügig drehen läßt.
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