(19)
(11) EP 0 214 518 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
18.03.1987  Patentblatt  1987/12

(21) Anmeldenummer: 86111508.7

(22) Anmeldetag:  20.08.1986
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)4F02D 1/16
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE DE FR GB IT

(30) Priorität: 23.08.1985 DE 3530134

(71) Anmelder: Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft
D-51149 Köln (DE)

(72) Erfinder:
  • Hartmann, Ernst S.
    D-5063 Overath (DE)
  • Lemme, Werner
    D-5064 Rösrath 1 (DE)
  • Haas, Eckhard
    D-5000 Köln 90 (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Förderbeginnversteller


    (57) Es wird eine Vorrichtung zum Verstellen des Förderbeginns von Einspritzpumpenelementen (9) vorgestellt, wobei die Einspritzpumpenelemente (9) von einer Nockenwelle (1) der Brennkraftmaschine betätigt werden, die gleichzeitig auch zur Betätigung der Gaswechselventile herangezogen wird. Dabei sind die Nocken (7,7a) zur Betätigung der Einspritzpumpenelemente (9) drehfest auf der Nockenwelle (1) festgelegt und zur Förderbeginnverstellung (2a) wird die gesamte Nockenwelle von einem Förderbeginnversteller gegenüber der Antriebswelle verdreht (Fig. 1).




    Beschreibung


    [0001] Aus der DE-PS 1 140 021 ist bekannt, auf die Nockenwelle einer Brennkraftmaschine eine Hülse mit Nocken zur Betätigung von Einspritzpumpenelementen aufzuschieben. Diese Hülse wird unabhängig von der Nockenwelle von einem Fliehkraftregler in Abhängigkeit von der Nockenwellendrehzahl relativ zu dieser verdreht.

    [0002] Diese Ausbildung ist konstruktiv aufwendig. Bei der Verwendung einer derartigen Anordnung bei Mehrzylindermotoren müssen die Einspritzpumpenelemente in einem Block ver- einigt werden, um alle Einspritzpumpenelemente von einem gemeinsamen Fliehkraftversteller zu steuern. Durch diese Ausbildung können die Einspritzpumpenelemente nicht in direkter räumlicher Zuordnung zu den jeweils zugehörigen Einspritzdüsen angeordnet werden, so daß die Länge der Einspritzleitungen entgegen einspritztechnischen Forderungen nicht minimiert werden können.

    [0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gemeinsamen Nockenwelle für Gaswechselventile und Einspritzpumpenelemente eine Verstellvorrichtung für den Förderbeginn bereitzustellen, die mechanisch einfach aufgebaut ist und gleichzeitig ermöglicht, die Einspritzpumpenelemente über die axiale Erstreckung der Nockenwelle an beliebigen Positionen anzuordnen.

    [0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst.

    [0005] Dadurch, daß der Nocken zur Betätigung des Einspritzpumpenelementes auf der Nockenwelle verdrehfest festgelegt ist und der Förderbeginnversteller die gesamte Nockenwelle gegenüber der Antriebswelle verdreht, wird ein einfacher mechanischer Aufbau der Gesamt-Vorrichtung erreicht. Vorteilhaft werden die Nocken zur Betätigung der Einspritzpumpenelemente bei einer gegossenen oder geschmiedeten Nockenwelle in einem Arbeitsgang mit den Gaswechsel-Nocken gefertigt-und bearbeitet. Die Lage der Nocken zur Betätigung der Einspritzpumpenelemente kann über die axiale Erstreckung der Nockenwelle an nahezu beliebigen Positionen erfolgen und somit können Forderungen hinsichtlich mechanischer und dynamischer Eigenschaften der Nockenwelle sowie der Anordnung der Einspritzpumpenelemente zu den zugeordneten Einspritzventilen leicht verwirklicht werden. Der Förderbeginnversteller wird vorteilhaft in das Antriebszahnrad der Nockenwelle integriert. Dabei werden keine besonderen Erfordernisse an den Förderbeginnversteller gestellt, so daß ein handelsüblicher Forderbeginnversteller verwendet werden kann. Dieser kann auf mechanischer, hydraulischer oder elektrischer Basis arbeiten.

    [0006] Nach Anspruch 2 sind die Nocken zur Betätigung der Gaswechselventile und des Einspritzpumpenelementes einander so zu geordnet und auf die Verstellcharakteristik des Förderbeginnverstellers abgestimmt, daß etwa bei einer mittleren Drehzahl zwischen der Leerlaufdrehzahl und der Nenndrehzahl der Brennkraftmaschine der über den gesamten Drehzahlbereich optimal geregelte Förderbeginn mit dem Bestwert der Gaswechselsteuerzeiten zusammenfällt. Dadurch wird erreicht, daß der für eine gute Verbrennung maßgebliche Förderbeginn über den gesamten Drehzahlbereich der ' Brennkraftmaschine entlang der vorgegebenen Bestwerte eines Kennfeldes verstellt wird. Gleichzeitig wird der Bestwert der Ventilsteuerzeiten auf eine mittlere Drehzahl gelegt. Dadurch ergeben sich bei den beiden Grenzdrehzahlen der Brennkraftmaschine Steuerzeitenfehler, die etwa den halben Wert der gesamten Förderbeginnverstellung ausmachen. Eine derartige Steuerzeitenabweichung hat aber auf den Betrieb der Brennkraftmaschine keinen nachteiligen Einfluß Bekanntermaßen werden Steuerzeitenabweichungen schon bei der Grundeinstellung der Brennkraftmaschine in einem bestimmten Toleranzbereich um den Bestwert über den gesamten Drehzahlbereich zugelassen. Somit ist bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Vorteil erreicht, daß bei einer mittleren Drehzahl die Ventilsteuerzeiten keine Abweichung von den vorgegebenen Sollwerten haben.

    [0007] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

    Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung von Förderbeginnverstellvorrichtung und Nockenwelle,

    Fig. 2 zeigt ein Diagramm mit der Zuordnung der verschiedenen Steuerzeiten.



    [0008] Die Nockenwelle 1 einer Brennkraftmaschine wird von einem Antriebszahnrad 2 von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine mit halber Kurbelwellendrehzahl angetrieben. In das Antriebszahnrad 2 ist ein Förderbeginnversteller 2a integriert. Der Förderbeginnversteller 2a verdreht die Nockenwelle 1 relativ zu dem Zahnkranz des Antriebszahnrades 2 und somit gegenüber der Antriebswelle in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine um 4° Nockenwelle. Die Nockenwelle 1 ist über ihre axiale Erstreckung in Lagerstellen 3a bis 3c gelagert. Zur Betätigung der Gaswechselventile sind pro Zylindereinheit zwei Nocken 4, 4a, 5, 5a vorgesehen. Auf dem äußeren Umfang der Nocken 4, 4a, 5, 5a gleiten Stößel 6 , die die Gaswechselventile der Brennkraftmaschine betätigen.

    [0009] Weiterhin ist jeder Zylindereinheit der Brennkraftmaschine auf der Nockenwelle 1 ein dritter Nocken 7, 7a zugeordnet. Auf dem äußeren Umfang jedes Nockens 7, 7a gleitet ein Stößel 8 eines Einspritzpumpenelementes 9 ab. Jedes der Einspritzpumpenelemente 9 wird in nicht dargestellter Weise mit Brennstoff versorgt, der beim Pumpvorgang eines Einspritzpumpenelementes 9 über die teilweise dargestellte Einspritzleitung 10 der zugeordneten Einspritzdüse zugeführt wird.

    [0010] In dem in Fig. 2 dargestellten Diagramm ist der Verstellbereich der Nockenwelle über der Drehzahl der Brennkraftmaschine aufgetragen. Dabei wird der Verstellbereich durch den erforderlichen Verstellwinkel des Einspritznockens 7, 7a (linke Seite des Diagramms) bestimmt. Auf der rechten Seiten des Diagramms ist die entsprechende Zuordnung der Steuerzeiten für die Gaswechselventile der Brennkraftmaschine eingetragen. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, daß die optimale Steuerzeit etwa bei der halben Drehzahl zwischen der Leerlaufdrehzahl nv und der Nenndrehzahl nNenn liegt und der Drehzahl entspricht, bei der das maximale Drehmoment nMDmx vorliegt. Aus der tabellarischen Übersicht der Figur 2 ist ersichtlich, daß der Förderbeginn und somit die Einspritzung bei allen Drehzahlen optimiert ist, während der Gaswechsel bei mittlerer Drehzahl optimiert ist und bei Leerlauf Drehzahl nUV 2° Nockenwelle zu spät erfolgt und bei Nenndrehzahl nNen 2° Nockenwelle zu früh erfolgt, was ohne Nachteile auf das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine ist.


    Ansprüche

    1. Vorrichtung zum Verstellen des Förderbeginns zumindest eines Einspritzpumpenelementes (9) einer Brennkraftmaschine, wobei auf einer Nockenwelle (1) Nocken (4,4a,5, 5a,7,7a) zur Betätigung der Gaswechselventile und zur Betätigung des Einspritzpumpenelementes (9) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (7,7a) zur Betätigung des Einspritzpumpenelementes (9) auf der Nockenwelle (1) verdrehfest festgelegt ist und die Vorrichtung zum Verstellen des Förderbeginns (2a) die gesamte Nockenwelle (1) gegenüber der Antriebswelle verdreht.
     
    2. Vorrichtung zum Verstellen des Fbrderbeginns nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (4,4a,5,5a,7,7a) zur Betätigung des Einspritzpumpenelementes (9) und der Gaswechselventile auf der Nockenwelle (1) zueinander so angeordnet sind, daß etwa bei einer mittleren Drehzahl zwischen Leerlaufdrehzahl und Nenndrehzahl bei geregeltem Förderbeginn die Steuerzeiten der Gaswechselventile auf ihren Bestwert ausgelegt sind.
     




    Zeichnung










    Recherchenbericht