DE3543151A1 - Druckoelzufuehrvorrichtung fuer einen mit einer einspritzpumpe zusammenwirkenden hydraulisch betaetigten spritzversteller - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Druck­ ölzuführvorrichtung für einen mit einer Einspritzpumpe zusammenwirkenden hydraulisch betätigten Spritzversteller zur Steuerung des Einspritzbeginns bei mehrzylindrigen luftverdichtenden, insbesondere direkteinspritzenden Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Aus der DE-OS 29 32 672 ist eine Druckölzuführvorrichtung für einen hydraulischen Spritzversteller bekannt, bei der ein in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brenn­ kraftmaschine arbeitendes elektronisches Steuergerät eine Steuereinheit als 3/3-Wege-Magnetventil ansteuert, dessen Schaltstellungen für den Druckölvorlauf und -rücklauf so­ wie für das Absperren der Druckölverbindung zum Spritz­ versteller bestimmt sind. Die Absperr- bzw. Verschluß­ stellung ist dabei immer in solchen Fällen eingeschaltet, wenn der Spritzversteller in der gegebenen Stellung ver­ bleibt, also der Verstellwinkel zwischen Primär- und Sekundärteil weder verkleinert noch vergrößert wird.

Es ist bekannt, daß bei hydraulisch betätigten Spritz­ verstellern die wirksame Angriffsfläche eines Ver­ stellelementes in dem mit Pumpendrehzahl rotierenden Spritzversteller liegt. Die wirksame Angriffsfläche und die Betätigungsdrücke müssen hier auf Drehmoment­ spitzen ausgelegt sein, die sich während der eigentlichen Einspritzphasen ergeben. Das notwendige Spitzenmoment ist dabei ein Vielfaches des mittleren Antriebsmomentes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber der bekannten Ausführung eine verbesserte Druckölzuführ­ vorrichtung für einen für mehrzylindrige Brennkraft­ maschinen vorgesehenen hydraulisch betätigten Spritzver­ steller zu schaffen, für den die Betätigungsdrücke etwa auf die mittleren Antriebsmomente ausgelegt werden können.

Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Dadurch, daß lediglich zwischen den jeweiligen Einspritz­ vorgängen die Verbindung am Übertritt von der Druckölzu­ führung zur Bohrungsanordnung aufrechterhalten ist, je­ doch während jeden Einspritzvorganges über einen be­ stimmten Drehwinkelbereich in Abhängigkeit von Motor­ betriebsgrößen unterbrochen ist und kein Hydraulikmedium am Spritzversteller zu- oder abfließen kann, sind bei derartigen Spritzverstellern die Betätigungsdrücke nicht mehr auf die hohen Drehmomentspitzen während der eigentlichen Einspritzphasen auszulegen.

Aus der DE-AS 12 58 181 ist eine für einen Spritzbeginn­ versteller vorgesehene Absperreinrichtung bekannt, bei der jedoch ein taktgesteuerter Schieber eine zum Ver­ stellglied für die Zeitpunktverstellung der Einspritzung hinführende Arbeitsleitung unterbricht. Bei dieser Aus­ führung ist die Beaufschlagung des Schiebers eindeutig abhängig von dem mit dem Pumpenkolben zusammenwirkenden Stufenkolben. Die hier getroffenen Maßnahmen erfordern einen nicht unerheblichen Bauaufwand und lassen keine Freiheitsgrade zwischen den Einspritzphasen zu.

Vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen der Er­ findung lassen sich aus den Unteransprüchen entnehmen.

Bei der erfindungsgemäß verwendeten, aus einem oder zwei Steuergliedern bestehenden elektromagnetischen Steuereinheit ist die Grundposition die Verschlußstellung, in der während der Einspritzphase das Rückstellmoment von der Einspritzpumpe zum Spritzversteller auf einfache Weise abgekoppelt werden kann. Aus dieser Grundposition heraus kann die Zulauf- oder Rücklaufstellung beliebig aufgesteuert werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ausführung mit einem von einem elektronischen Steuergerät an­ steuerbaren 3/3-Wege-Magnetventil im Pumpen­ gehäuse der Einspritzpumpe integriert,

Fig. 2 in einem Schaubild den Druckverlauf im Pumpen­ druckraum, die Sekundärimpulse nockenwellen­ seitig und die Primärimpulse kurbelwellen­ seitig, ferner die verschiedenen Schaltstellungen des Magnetventiles,

Fig. 3 eine weitere erfindungsgemäße Ausführung mit zwei 2/2-Wege-Magnetventilen im Pumpengehäuse,

Fig. 4 und 5 erfindungsgemäße Ausführungen, von denen die mit dem 3/3-Wege-Magnetventil und die mit dem 2/2-Wege-Magnetventilen jeweils am Pumpenge­ häuse angeflanscht sind,

Fig. 6 und 7 weitere erfindungsgemäße Ausführungen mit im außenliegenden Leitungsabschnitt der Zuführ­ leitung angeordneten Magnetventilen.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Druckölzuführvorrichtung 1 mit einer Absperreinrichtung 2 zur Entkoppelung von Antriebs- und Verstellmoment für einen hydraulisch be­ tätigten Spritzversteller 3, der auf der Pumpenwelle 4 einer für mehrzylindrige Einspritzbrennkraftmaschinen vorgesehenen Einspritzpumpe 5 gelagert ist, wird vom Ölkreislauf der Brennkraftmaschine ein Ölstrom abgezweigt und durch eine freiliegende Zuführleitung 6 sowie einen im Pumpengehäuse 7 angeordneten Druckölkanal 8 zu einer in dem Pumpengehäuse 7 untergebrachten elektromagnetisch betätigbaren Steuereinheit 9 geleitet, von dort aus führt der Ölstrom über einen Zuführkanal 10 in eine Ringnut 11 im Pumpengehäuse 7, ferner über eine Radialbohrung 12 und eine zentral verlaufende Axialbohrung 13 in der Pumpen­ welle 4 zum Spritzversteller 3.

Die die Absperreinrichtung 2 aufweisende Steuereinheit 9 ist durch ein elektrisch ansteuerbares Stellglied als 3/3-Wege-Magnetventil gebildet, dessen erste Schalt­ stellung für den Druckölvorlauf, dessen zweite und mittig liegende Schaltstellung bzw. Verschlußstellung für die Entkoppelung bzw. Unterbrechung von Antriebs- und Ver­ stellmoment für den Spritzversteller 3 und dessen dritte Schaltstellung für den Druckölrücklauf bestimmt ist. Das Magnetventil 9 wird von einem elektronischen Steuer­ gerät 14 über eine elektrische Leitung 15 drehzahl- und phasensynchron angesteuert. Zur Ermittlung von Drehzahl und Phasenverschiebung dient das jeweilige Motorwellen­ signal und Pumpenwellensignal. Zugeordnete elektrische Verbindungen sind mit 16 und 17 bezeichnet.

Um die Verschlußdauer Motorgegebenheiten anpassen zu können, kann für das Steuergerät 14 noch eine den Regelweg (RW) er­ fassende Eingabegröße verwendet werden, so daß die Ver­ schlußdauer lastabhängig erfolgen kann (Fig. 4).

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Steuereinheit durch zwei baugleiche Schaltventile als 2/2-Wege-Magnetventile 18, 19 gebildet ist. Beide Magnetventile 18, 19 haben je eine Schaltstellung für die Absperrung sowie eine weitere Schaltstellung für den Druckölrücklauf (linkes Schaltventil 18) und den Druck­ ölvorlauf (rechtes Schaltventil 19). Für den Drucköl­ rücklauf ist ein von dem Zuführkanal 10 abzweigender Rücklaufkanal 20 vorgesehen, in dem sich das Magnetventil 18 befindet.

Die Magnetventile 18, 19 sind von dem elektronischen Steuergerät 14 über elektrische Leitungen 21, 22 separat ansteuerbar.

Bei den Ausführungen gemäß Fig. 4 und 5 sind die je­ weiligen Steuereinheiten im Flanschkörper 23, 24 unter­ gebracht, die direkt am Pumpengehäuse 7 befestigt sind, während die Ausführungen gemäß Fig. 6 und 7 in der außenliegenden bzw. freiliegenden Zuführleitung 6 angeordnet sind. Je nach Einbaumöglichkeit im Motorraum kann die geeignete Ausführung zur Anwendung kommen. Für die verschiedenartigen Ausführungsbeispiele sind im wesentlichen gleiche Bezugszeichen verwendet.

Funktionsweise der Steuereinheit betreffend Ausführungs­ beispiel gemäß Fig. 1 und 2.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird aus dem nocken­ seitigen (NW) Sekundärimpuls und dem kurbelwellen­ seitigen (KW) Primärimpuls der Verstellwinkel ϕ _v be­ stimmt. Ausgehend von dem Sekundärimpuls beginnt das Schließen des 3/3-Wege-Magnetventiles 9 nach dem Winkel ϕ _s und die Verschlußstellung ist eingerückt bei ϕ _x (ca. 1 ms). Das Magnetventil 9 öffnet nach ϕ _ö und die Schaltstellung "Vorlauf auf" oder "Rücklauf auf" ist bei ϕ _y (ca. 1 ms) erreicht. Die Druckölzuführung oder -rückführung wird solange beibehalten, bis ausgelöst von dem Sekundärimpuls die Sperrfunktion der Verstell­ funktion erneut überlagert wird.

Übertragen auf das 3/3-Wege-Magnetventil 9 ergeben sich durch die Ansteuerung des Steuergerätes folgende Schalt­ stellungen:

Bei Druckölzuführung zum Zeitpunkt der Einspritzung steht das 3/3-Wege-Magnetventil in Null- bzw. Sperrstellung, zwischen den Einspritzungen wird es in Durchflußstellung geschaltet (linke Schaltstellung), sofern der Ein­ spritzbeginn verstellt werden muß.

Bei Druckölrückführung während der Einspritzung steht das Magnetventil 9 in Nullstellung, gegebenenfalls in Rückflußstellung, und zwischen den Einspritzungen wird es in die Rückflußstellung geschaltet (rechte Schalt­ stellung).

Dadurch, daß zum Zeitpunkt der Einspritzung auch eine Rückflußstellung eingeschaltet sein kann - das Hydraulikmedium kann somit bei Rückfluß die Steuer­ einheit passieren - , läßt sich durch Überlagerung von Rückstellkraft und Antriebsmoment die Verstellge­ schwindigkeit noch erhöhen.

Funktionsweise der Steuereinheit betreffend Ausführungs­ beispiel gemäß Fig. 2

Bei Druckölzuführung während der Einspritzung sind beide 2/2-Wege-Magnetventile 18, 19 geschlossen und zwischen den Einspritzungen wird das Magnetventil 18 vom Steuer­ gerät 14 geöffnet, sofern Spritzbeginnverstellungen erfolgen.

Bei Druckölrückführung während der Einspritzung sind beide Magnetventile 18, 19 geschlossen oder das Magnetventil 19 geöffnet und zwischen den Einspritzungen wird das Magnet­ ventil 19 vom Steuergerät 14 geöffnet.

Die beschriebenen Funktionsweisen treffen auch für die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 4, 5 und 6, 7 zu.

Claims (5)

1. Druckölzuführvorrichtung für einen mit einer Einspritz­ pumpe zusammenwirkenden hydraulisch betätigten Spritzver­ steller zur Steuerung des Einspritzbeginns bei mehr­ zylindrigen luftverdichtenden, insbesondere direktein­ spritzenden Brennkraftmaschinen, mit einer von einem aus Primärimpuls (Kurbelwellenimpuls) und Sekundärimpuls (Nockenwellenimpuls) den Verstellwinkel bestimmenden elektronischen Steuergerät ansteuerbaren und mindestens ein elektromagnetisches Stellglied aufweisenden Steuer­ einheit zur Wegesteuerung des Druckölvorlaufs oder -rück­ laufs in einer mit dem Spritzversteller in Verbindung stehenden Zuführleitung sowie zur Einsteuerung einer die Verbindung zum Spritzversteller sperrenden Verschluß­ stellung, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußstellung der Steuereinheit (9; 18, 19) während jeden Einspritzvorganges ausgehend vom Sekundär­ impuls über eine drehzahl- und/oder lastabhängige Verschlußdauer unab­ hängig von der Einspritzbeginnverstellung wirksam ist.

2. Druckölzuführvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit zwei getrennt ansteuerbare Stell­ glieder (18, 19) als 2/2-Wege-Magnetventile umfaßt, von denen das eine Magnetventil (18) eine Schalt­ stellung für den Druckölvorlauf und das andere Magnet­ ventil (19) eine Schaltstellung für den Druckölrücklauf und beide Magnetventile (18, 19) je eine Schaltstellung als Verschlußstellung (2) aufweisen.

3. Druckölzuführvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (9; 18, 19) in einem in dem Pumpen­ gehäuse (7) der Einspritzpumpe (5) verlaufenden Leitungs­ abschnitt der Zuführleitung (6) liegt.

4. Druckölzuführvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (9; 18, 19) als Anbaukörper an dem Pumpengehäuse (7) der Einspritzpumpe (5) be­ festigt ist.

5. Druckölzuführvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (9; 18, 19) in einem zu dem Pumpen­ gehäuse (7) der Einspritzpumpe (5) hinführenden außen­ liegenden Leitungsabschnitt der Zuführleitung (6) ange­ ordnet ist.