DE1751623A1 - Kombiniertes Kraftstoffeinspritz- und Zuendverteilergeraet - Google Patents

Description

Der Patentanwalt Dipl-Ing. W.

FRANKFURT/MAIN FREIHERR-VOM-STEIN-STRASSE

Ford-Werke Aktiengesellschaft
Köln/ Rhein

Kombiniertes Kraftstoffeinspritz- und Zündverteilergerät. '

Priorität der amerikanischen Patentanmeldung ITr. 650 789. vom· 3. Juli 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung an einer mit Kraftstoffeinspritzung und einem Zündverteiler arbeitenden Brennkraftmaschine.

Der sichere Betrieb einer Maschine mit direkter Brennstoffeinspritzung hängt zum großen Teil von der Einstellung des Zeitpunktes der Kraftstoffeinspritzung und der elektrischen Zündung ab. Aus diesem Grunde wird angestrebt, die Brennstoffeinspritzpumpe und den Zündverteiler in einem gemeinsamen Gehäuse mit einem einzigen Regler und einer Steuerung für beide Geräte anzuordnen. Bisher war der Zündverteiler im allgemeinen von der Einspritzpumpe getrennt, wodurch getrennt· Drehzahlanzeige- und Steuerungsgeräte notwendig wurden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, in der die Brennstoffeinspritzpumpe und der Zündverteiler »u einem einzigen Gerät vereinigt sind, wobei die Steuerung durch einen einzigen Regler und nur ein Steuersystem erfolgt. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Zündverteiler mit einer Kraftstoffeinspritzung zu einem einzigen, von einem Gehäuse eingeschlossenen Gerät vereinigt ist, in dem der mit verstellbaren Zündungs^St'euermitteln

Po 7771/28.6.1968 - 2 -

10Ö8187O579

BAD ORIGINAL

ausgestattete Zündverteiler und die Einspritzpumpe durch einen Wellenantrieb in gleiche Drehgeschwindigkeit versetzbar sind und in dem Mittel zur Zumessung der Kraftstoffmenge und zur automatischen Einstellung des Zündzeitpunktes in Abhängigkeit von der Drehbewegung und der Belastung vorgesehen sind.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß bei Verwendung eines Zündverteilers mit Fliehkraftregelung die Drehzahländerungen der Einspritzpumpen-Antriebsxtfelle zur automatischen Vor- oder Nachstellung des Zündzeitpunktes herangezogen werden, wobei die vorherbestimmte Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle durch die von der Stellung der Motordrosselklappe abhängende Belastung bestimmt wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß eine als Taumelscheiben-Zentralförderpumpe ausgebildete Kraftstoffpumpe mit einem die Antriebswelle umschließenden Buchsenventil zur Messung des Brennstoffflusses ausgerüstet ist, welches bezogen auf die Welle axial verschieblich und drehbar befestigt ist und eine Veränderung des Kraftstoffflusses durch die Einspritzleistung Je nach dem Wechsel von Drehzahl und Motorbelastung erlaubt, wobei gleichzeitig der Zündverteiler-Verstellmechanismus in Abhängigkeit von der Drehzahl und/öder der Motorbelastung gesteuert wird.

Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung genauer beschrieben. : Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ejjjie Ausführung des

kombinierten Einspritzpumpen-Zündverteilergerätes gemäß der Erfindung,

Po 7771/28.6.1968 - 3 -

10Ö818/0S79

₀ORKSfNAt

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt eines !Teiles des

Gerätes nach Pig. 1, .

Fig. 3 bis 14 vergrößerte Ausschnitte aus dem erfindungsgemäßen Gerät längs der Schnittlinien 3-3» 4-4 bis 14-14 in den Fig. 1 und 2, -

Fig. 15 und 16 andere Ausführungen der in den Fig. ■ \ 10 und 13 dargestellten Einzelteile. '

Fig. 1 zeigt einen im wesentlichen schematisch gezeichneten Gesamtquerschnitt durch die vereinigte Kraftstoffpumpen- 's ' ^ Zündverteilervorrichtung. Sie besteht aus einem zweiteiligen Gehäuseteil 1, das einen Antriebsmechanismus 10, Pumpenkolben 12 einer Taumelscheiben-Eraftstoffpumpe, den, unteren Teil einer Meßvorrichtung 14 für den Kraftstoffluß, ein Sinspritzleistungs-Druckventil und Anschlüsse 16 umfaßt. Der mittlere Gehäuseteil 2 enthält einen mechanischen Fliehkraftregler 18 zur Regelung der Kraftstoffeinspritzmenge und der Zündzeiteinstellung in Abhängigkeit von der Antriebswellen- oder Motordrehzahl. -Sin Motordrosselklappenhebel oder.ein Fahrzeuggasgestänge 20 an der Antriebswelle dient zur Steuerung der Kraftstoffmenge und zur Zündzeitverstellung in Abhängigkeit von der Maschinenbelastung je nach der axialen Stellung 'der Antriebswelle. Weiterhin befindet sich in diesem Gehäuse- ' ™ teil 2 der untere Teil der Zündverteiler-Antriebswelle 22. Der obere Gehäuseteil 3 wird von einem Motorzündverteiler gebildet.

Der untere Gehäuseteil 1 besitzt eine abgestufte Zentralbohrung 24, in die eine AntriebsvreHe 26 drehbar eingesetzt ist. Der untere Teil der Antriebswelle 26 wird von einer axial verschiebbaren Antriebsbuchse 2? u.mschlossen_v die von einem Seitenlader 23 im Gehäuse drehbar gehalten x«.rir~. Die Buchse und der Schaft werden durch einen ~ebrßuoblio>en, nicht gezeigten Ifebenantrieb von der T^ckerwolle der Haschine

Fo 7771/28.6.1968 109δ 18/0579 _ 4 -

■^l'^v· ""BAD ORIGINAL

mit beispielsweise der halben Maschinendrehzahl angetrieben. Der obere Buchsenteil 27 ist als Antriebsplatte 10 einer bekannten Taumelscheibenpumpe mit einer abgeschrägten Antriebsfläche 30 ausgebildet. Die Platte 10 läuft auf Drucklagern 32.

Die abgewinkelte Taumelplattenscheibenoberfläche 30 wirkt bei dieser Ausführung mit acht zum Teil nicht dargestellten Kolben JA zusammen, die konzentrisch zur Achse der Antriebswelle 26 und der Bohrung 24 angeordnet sind. Jeder Kolben besitzt ein unteres knopfartiges Ende 35, mit welchem er gegen die abgeschrägte Antriebsfläche 30 drückt, wobei durch eine tellerartige Platte 40 alle Kolben miteinander verbunden sind. Eine gebräuchliche Feder 42 drückt auf den Teller 40 und somit die Kolben gegen die Antriebsfläche 30.

Jeder der Kolben 34- sitzt abgedichtet und axial verschieblich in einer Bohrung 44 des Gehäuses. Eine Ringnut 46 im Kolben sichert gegen Austreten von Kraftstoff und wirkt als Schmierdichtung. Das obere Ende jeder Bohrung 44 mündet in eine vergrößerte Kammer 48, die von Querbohrungen 50 ^^n<3- 52 durchkreuzt wird.

Jede der Bohrungen 50 stellt für den unter Druck stehenden Kraftstoff einen Abfluß von der Pumpenkammer 48 zu einem konventionellen Druckventil 54- dar. Die konstruktiven Einzelheiten und Betriebsweise des Druckventiles brauchen hier nicht besonders beschrieben zu werden, da sie allgemein bekannt sind und kein wesentliches Merkmal der Erfindung darstellen. Hier genügt die Feststellung, daß das Druckventil 5^- bei Erreichen eines vorher eingestellten Druckes in der Bohrung 50 öffnet und Kraftstoff rm. dem jeweiligen Zylinder fließen läßt, wobei beim Schließen eine· Hestm^nge von Kraftstoff aus der Einspritzleitung zurückgezogen wird, um ein NachtrÖOfeln und Sekundärzündu'n^en zu

Fo 7771/23.6.19681 09818/0579

^%AD ORIQINAl.

Die Bohrungen 52 stellen einen Kraftstoffüberlauf dar und füllen Bohrungen oder Öffnungen zur Zentralbohrung 24. Zur Steuerung des aufgebauten Kraftstoffdruckes in der Pumpenkammer 48 und zur Kraftstoffentleerung aus der Kammer 48 zum Druckventil 5^- wirken die Überströmkanäle mit dem in der Bohrung 24 beweglichen Kraftstoffmeßgerat 14 in unten beschriebener Weise zusammen« ■

Der Kraftstoffzufluß in die Zentralbohrung 24 erfolgt normalerweise über eine Leitung 56 und über nicht dargestellte Verbindungsstücke, in die der Kraftstoff von einer ebenfalls nicht gezeigten Förderpumpe gedrückt wird.

Im allgemeinen zieht Jede Kolbenpumpe 34 während ihres Saughubes den Kraftstoff aus der Zentralbohrung 24 durch ihre, jeweilige Überströmbohrung 52* Durch den Aufwärtshub des Kolbens wird der Kraftstoff entweder .zurück' in die als Zentralkammer dienende Bohrung 24 oder über das Druckventil durch die Einspritzdüse gedrückt, je nach der Stellung des Kraftstoffmeßventiles 14.

Im Kraftstoffmeßgerät wird der Kraftstoffluß durch die "eigene Phase einer Spiraldrehnut 58 gesteuert, die bezüglich der Überströmkanäle 52 axial beweglich ist und demzufolge während der Drehbeiiregung des Antriebsschaftes 26 diese 'Überströmkanal 52 unterschiedlich lang schließen oder öffnen kann. Die »Spiraldrehnut 58 ist Teil eines drehbaren Buchsenventiles 60, dessen obere und untere Seitenwände 62 und 64 durch einen Zapfenteil 66 von geringerem Durchmesser miteinander verbunden sind. Die Wanddurchmesser sind so groß, daß sie eine innere, sich ringförmig zwischen den Wänden erstreckende Kraftstoffkammer 63 wirksam abdichten, so daß eine Axial verschiebung de<? Ventiles bzw. der Spiralnut den Kraftstoffzufluß kann.

777V28.6.19681098 1 8/0579 -6 -

SAD ORIGINAL

Die Spiralnut 58 ist eine Verlängerung der unteren Scheidex«rand 64- und besteht aus einem sich in Umfangsrichtür:g erstreckenden, in bezug auf den Zapfenteil 66 aufwärts zeigenden Teil von vorher bestimmter Form.

Die Eraftstoffneßbuchse 60 umgibt und rotiert mit dem Antriebsschaft 26 und ist gegen diesen axial und drehbar beweglich, wie im Folgenden x«reiter beschrieben wird. ~.^rir_; ,?.ns der Fig. 2 deutlich hervorgeht, besitzt der Antriebsschaft 26 einen festen unteren Teil 70, der sich aufwärts bis geringfügig über die Überströmkanäle 52 erstreckt, wobei P der Schaft in diesem Bereich zu einem Röhrenteil 72 durchbohrt oder ausgehöhlt ist. Dieser letztere Teil erstreckt sich Xtfeiter nach aufwärts bis in den Zündverteiler.

Der Antriebsschaft 26 ist radial durch ein Paar zusätzlicher Kraftstoffkontrollbuchsen 74- und 76 von der Meßbuchse 60 getrennt, die konzentrisch sum Antriebsschaft 26 und zur Meßbuchse 60 angeordnet sind. Die Buchse 7^- ist ein Drucksteuerschieber und die Buchse 76 ist ein Drehzahlversteil-Steuerschieber.

Der Antriebsschaft 26 und das Steuerventil 60 sind durch fc einen Antriebsstift (linke Seite der Fig. 2) miteinander verbunden. Der Stift durchragt und durchgreift einen Schlitz in der Meßbuchse 60. Er wird durch eine Öffnung 82 (Fig.6) in dem DrehzahlVerstellschieber 76 gehalten, durchragt einen Axialschlitz 84- (Fig. 7) im Druckkontrollschieber 7^ u.nd

sitzt in einem vertikalen Schlitz 86 (Fig. 8) in der Antriebsxvelle 26. Die vertikal verlaufenden Schlitze in der AntriebST*relle 26 und im Druckkontrollschieber ψ\- erlauben . eine relative Bewegung zwischen dem Drehzahlverstellschiebor ?6, dem Druckkontrollschieber 74- und dem Antriebsschaft.

Fo 7771/28.6.1968 ' - 7 -

109818/0579

OBtGJNAl

⁷" ■ 1761623

Der Bi^ehzahlverstellschieber 76 ist chireh eine vorgespannte Feder 78 nachgiebig vom Druckkontrollschiebcr 7^L\- getrennt. Der Druckkontroll schieb er 7M- wiederum stützt sich nach oben durch eine vorgespannte Leerlaufsteuerfeder 90 ab, die zwischen einer Schulter 92 des Druckkontrollschiebers 7M-tmd einer Scheibe 9* ■■ (Kg.. 1") um den Antriebs schaft 25 gleitend angeordnet ist. Die Scheibe 9^· wiederum wird durch die Wirkung einer zwischen der Scheibe und einem festen Teil 98 des Gehäuses angeordneten vorgespannten ttber-drehfeder 96 nach aufwärts getrieben.

Eine vjeitere Funktion des Antriebsstiftes 78 besteht in der Aufrechterhaltung der Pha.senübereinstimmung des Druckkontrollschiebers 64- mit der Drehbewegung der Antriebswelle 26 und in der Beibehaltung einer Vorlast auf der Drehzahlverstellfeder 88. ,

Der Drehzahlverstellschieber 76 stützt sich gegen den unteren Teil eines Kugellagers 100 ab, dessen oberer Teil durch eine axial verschiebliche Lagerplatte 102 abgedeckt ist, die einen Teil des Reglermechanismusses 18 darstellt. Die Lagerung gegenüber der Oberfläche der Lagerplatte 102 erfolgt nach jeder Seite durch einen horizontal angeordneten Armteil 104-eines Hegelgewichtes 106, welches an einer im wesentlichen rechteckig montierten Platte 108 aufgehängt ist. Diese Platte 108 ist sur Mitrotation mit dem oberen Antriebsschaft-Buchsenteil 72. sicher befestigt. Es erscheint klar, daß mit "Vergrößerung der Haschinendrehzahl die auswärts gerichtete Verschiebung der Gewichte 106 durch die Zentrifugalkraft diese um die Aufhängungspunkte 110 hin- und herschwingen läßt, wodurch der Horizontalarm 104 den Drehzahrverstellschi eber 76 bezogen auf die Antriebsx-relle 26 nach °:^KT-,^r?.rts schiebt.

?o 7771/28.6.1968 - P -

109818/0579

ORIGINAL

Der buchsenähnliche obere Te'il 72 der Antriebswelle 26 umschließt drehbar die Verteilerantriebswelle 22. Diese letztere ist mit der Welle 26 antriebsmäßig durch einen Stift 112 (Fig. 2) verbunden,' der sich lose (für Horizontal- und Vertikalbewegungen) durch einen Schlitz 114 (Fig. 9) in der Antriebswelle, durch einen horizontal sich erstreckenden Schlitz 116 (Fig. 10) in dem Druckkontrollschieberventil 74 und durch einen abgewinkelten, nockenroller.-förmigen Schlitz 118 (Fig. 11) im Drehzahlverstellschieber erstreckt.

Weitere Verbindungen zwischen den Buchsenteilen erfolgen durch einen Drehmomentenantriebsstift 120, der sich durch einen horizontalen und vertikalen Schlitz 122 in der Antriebswelle 26, durch einen horizontal sich erstreckenden Schlitz 124· im Druckkontrollschieber 74 erstreckt und in eine öffnung 126 in der Meßwellenbuchse befestigt ist.

Wie Fig. 1 zeigt,ist der obere Teil der Zündverteilerantriebswelle 22 mit einem Antriebsstift 128 (Fig. 3 und 4) mittels eines Preßsitzes fest verbunden. Der Stift gleitet in einem abgewinkelten Schlitz 1JO '(Fig. 4 in einer Buchse 132, an der ein herkömmlicher Verteilerunterbrechernocken 134 befestigt ist. Die Buchse 132 läuft auf einer Lagerlauffläche und weist an ihrem oberen Ende' einen Verteiler-Rotor 133 \^ron bekannter Konstruktion auf. Dieser Rotor schließt nacheinander die über dem Umfang verteilten Zündkerzenkontakte 139 sn der Innenseite der Verteilerkappe 140 und komplettiert bei Rotation.der Welle 22 in bekannter Weise den Kreis des Zündspulenkontaktes 142 mit der betreffenden Zündkerze. Die Kappe 140 ist durch einen Klappverschluß am Gehäuseteil 2 in gezeigter Weise befestigt.

Der Verteilerantriebsschaft ist durch einen Hebel 144 mit einer Welle 146 drehbar verbunden, welcher durch dio nicht

Fo 7771/28.6.1968 109818/0579 - q -

5ADORJGiNAl

gezeigte Motordrosselklappe oder das Gaspedal in Drehbewegung versetzt wird. Bei einer Öffnungsbewegung der Drosselklappe zwischen einer Ruhelage bzw. dem Motorleerlauf und einer.weit offenen Drosselstellung wird die Drehwelle 14-6 im Uhrzeigersinn verdreht und die Verteiler-■ antriebswelle 22 vertikal angehoben. Durch die Stiftverbindungen 112, 128 wird die Antriebswelle 26, der Regler 18, der Druckkontrollschieber 74-, der Drehzahlverstellschieber und die Meßwellenbuchse 60 wie ein einziges Gerät angehoben.

Wirkungsweise: ^

Bei stillstehendem Motor steht der Drosselklappenhebel 14-4 durch die Kraft der Gaspedalrückholfeder in unterer oder Motorleerlaufposition. In diesem Falle wird der Hebel demzufolge keine nach aufwärts gerichtete Druckkraft auf den Verteilerantriebsschaft ausüben. Ebenso wirkt, wenn sich der Regler in seiner Ruhelage befindet*keinenach unten gerichteten Kraft· auf die Schieber. Unter dem Druck der Überdrehfeder 96, der Leerlauffeder 90 und der Kraftstoff- ' einspritzverstellfeder 88 werden sich die Teile demgemäß in der in Pig. 1 dargestellten Lage befinden. Die Kräfte dieser Federn wurden so bemessen, beispielsweise können sie 9,Okg,0,45kg und 1,7kg betragen, und die Spiralnut an ™ der Meßschaftbuchse so geformt, daß sich der Scheitel der Spiralnut bezogen auf die Überlaufbohrungen 52 in einer bestimmten Lage befindet, so daß, falls nichts geschieht außer einer Verdrehung des Pumpenmechanismus, der kleine erhabene Teil des Scheitels den Überlaufbohrungen gegenübersteht und diese bei einer Umdrehung des Antriebsschaftes kurzzeitig versperrt. Während dieser kurzen Zeit wird der Kraftstoff durch die jeweiligen Kolben in die Bohrungen und 52 und über das Überdruckventil 54· in die Einspritzdüsen gedruckt und der Maschine dadurch die gewünschte Kraftstoffmenge zugeführt. ·

Po777V28.6.1968iO»^818/0579 -10-

UM

Demzufolge ist die der Maschine zugeführte Kraftstoffmenge eine Funktion der Stellung des Drosselklappenhebels 144 (welcher die Meßwellenbuchse 60 und die Spiralnut 58 anhebt und dabei die Überlaufbohmngen für eine längere Periode während einer Umdrehung der Antriebswelle 26 blockiert), und der äußeren Stellung der Reglergewichte (welche durch die Drehzahlverstellfeder 88 eine nach unten gerichtete Kraft entgegen der Federwirkung der Leerlaufdrehzahlfeder 90 auf den Überdruckkontrollschieber 7^ ausübt und versucht diesen zu verschieben und somit die Meßwellenbuchse 60 zu drücken um somit die_t zum Überdruckventil "^ geförderte Brennstoffmenge zu vergrößern).

Wird die Maschine gestartet, so muß das·Gaspedal in eine weit offene Stellung gebracht werden. Dabei wird die Drosselklappenwelle 146 im Uhrzeigersinn verdreht, der Hebel 144 in gleicher Richtung verschwenkt und der untere Teil der Verteilerantriebswelle 22 nach aufwärts bewegt. Diese Bewegung hebt den Verteilerantriebsstift 128 (Fig. 1) vertikal im Schlitz 130 (Fig. 4), wodurch sich der Unterbrechernocken 134 des Verteilers und die Buchse 132 gegenüber der Welle verdreht und den Zündfunken bis zu seinem maximalen Wert oder bis nahe an diesen verstellt. Mit dem Anheben der Welle hebt sich gleichzeitig der Überdruckkontrollschieber 74- durch den Antriebsstift 112 und die Meßwellenbuchse 60 durch den Antriebsstift 120. Die Aufwärtsverschiebung des Überdruckkontrollschiebers 74- heb-fr weiterhin den Drehzahlverstell-'Schieber 76 und somit auch den Reglermechanismus 18 an. Der Leerlaufabstand, der die Distanz zwischen dem unteren Side des Überdruckkontrollschiebers 74 und der Scheibe °A am Antriebsschaft 26 darstellt und in Fig. 1 dargestellt ist, ist nun weit offen, da keine Reglerzentrifugalkräfte gegen die Federvorlast wirken.

Fo 7771/28.6.1968 - 11 -

Dadurch wird die Meß-Spiralnut 58 (Fig. 1) an der Meßwellenbuchse 60 bis zu einem Punkt angehoben, an dem die Überströmkanäle 52 über eine maximale Zeitdauer während einer Umdrehung der Antriebswelle 26 und der Buchse 60 blockiert sind. Oie Pumpenkolben 34- sind nunmehr in der Lage, eine maximale Kraftstoffmenge über das Überdruckventil 5^ zu den Einspritzdüsen zu pumpen, sobald die Maschine gestartet ist. . ·

Ist die Maschine gestartet, so wird das Gaspedal zurückgenommen, wodurch der Drosselarm 144 das Gerät 18 als ganzes absenkt und der Regler eine Leerlaufdrehzahl in einem Drehzahlbereich von 300 -■ 800 Upm aussteuert. Als wünschenswerte Drehzahl werden beispielsweise 550 Upm angesehen. In diesem Sonderfall ist die Vorlast der Leerlauf feder 88 so bemessen, daß bei Erreichen der Leerlaufdrehzahl von 550 Upm der Leerlauf ab st and annähernd die Hälfte der in Fig. 1 gezeigten axialen Länge beträgt. Ein stabiler Leerlaufzustand wird durch die Wirkung des Reglers erreicht, bei dem sich die Meßbuchsen-spiralnut nach unten bewegt, sobald der Wert von 550 Upm überschritten wird und die Kraftstoffmenge drosselt oder die Kraftstoffmenge durch Zurückschieben des Überdruckkontrollschiebers 74· und der Meßwellenbuchse vergrößert, sobald die Leerlaufdrehzahl 550 Upm unterschreitet. Da ja die Verteilerantriebswelle 22 über den Überdruckkonijrollschieber 7^ durch den DrehzahlVerstellschieber 76 axial verstellt wird,.führt irgendeine Axialbewegung der Meßwellenbuchse 60 zu einer feinstufigen Veränderung der Zündzeit genau entsprechend der Bewegung des Verteilerantriebstiftes 128 im Schlitz des Zündverstell-Unterbrechernockens (Pig* 4).

Eine Überschreitung der Leerlaufdrehzahl über 550 Upm hat eine auswärts gerichtete Bewegung der Reglergewichte zur Folge, durch die sich der Drehzahlverstellschieber 76 und

Fo 7771/28.6.1968 109818/0579

über die Feder 88 der Druckkontrollschieber nach, -unten gegen die Leerlauffeder 90 bewegt, ebenso wie,gehalten durch den Stift 120_;die Meßwellenbuchse 60, die· eine Drosselung der Kraftstoffmenge herbeiführt. Drehzahlverkleinerungen unter 550 Upm bewirken ein Ansprechen der Einzelteile in umgekehrter Folge, d.h. eine Bewegung der Buchse 60 nach aufwärts und eine dadurch bedingte längere Versperrung der Überflußbohrungen 52 sowie eine Vergrößerung der Kraftstoffmenge bis auf den gewünschten Leerlaufwert.

Bei einer Drehzahl von 800 TJpm haben die Zentrifugalkräfte ™ der Reglergewichte den Überdruckkontrollschieber 7^· gegen die Leerlauffeder 90 soweit nach unten gedruckt, daß die Buchse mit dem Teller 94· eoa. der Antriebswelle 26 söhlig verläuft. Der Regler ist nunmehr wirkungslos, eine weitere Vergrößerung des Kraftstofflusses herbeizuführen bis eine Drehzahl von annähernd 1000 TJpm erreicht'ist (Vorlast der Feder 88),

Wird eine höhere Maschinendrehzahl verlangt, so ist der Drosselhebel 144 herunterzudrücken. Proportional zur Hebelbewegung wird dieses die Verteilerantriebswelle 22 und mit ihm den Überdruckkontrollschieber 74- und die Meßwellenbuchse 60 nach aufwärts bewegen. Dadurch werden die Überströmlöcher 52 langer k versperrt, was zu einer Vergrößerung der Kraftstoffmenge führt.

Wie oben dargelegt,ist die Kraft des DrehzahlverstellSchiebers so gewählt, daß keine Axialbewegung zwischen dem Drehzahlverstellschieber 76 und dem Überdruckkontrollochieber 74- möglich ist, bis nicht eine Drehzahl von annähernd 1000 Upm erreicht ist. Demzufolge wird der Kraftstoffluß im Drehzahlbereich zwischen 800 und 1000 Upm genau als eine Funktion der Drosselarmstellung (Belastung) gesteuert. Eine entsprechende Zündzeitverstellung wird durch die Axialbewegung des Zünderverteilerantriebsstiftes 128 im vertikalen Teil des Unter-

Fo 7771/28.6.1968 1G98 18/0579

-13-

-■ 13 -

brechernockenschlitzes I30 erzielt. Bei unterschiedlichen Axialpositionen wird sich demzufolge der Wert der Kraftstoffeinspritzung ändern,, der ja durch die axialen und in Umfangsrichtung verdrehten Stellungen der ;Meßwellenspiralnut 58 (Fig. 1 gesteuert wird. Naturgemäß wird sich auch die Zündzeit ändern, die ja durch den Schlitz I30 regelbar ist.

Bei Maschinendrehzahlen über 1000 Upm wird die Vergrößerung der Zentrifugalkräfte an den Reglergewichten die Vorlast der Drehzahlverstellfeder 88 übersteigen. Bei einer durch eine gleichbleibende Drosselöffnung vergrößerten Drehzahl wird der Drehzahlverstellschieber beginnen, die Feder 88 zusammenzudrücken und die Buchse 76 gegenüber der Überdruckkontrollbuchse 74· nach unten zu drücken, welche gegen den Teller 9^- an der Antriebswelle 26 anstößt. Diese abwärts gerichtete Bewegung des DrehzahlverStellschiebers 76 wird den Stift 78 in den diagonalen Teil des Meßwellenschlitzes bewegen, die Buchse 60 relativ zur Antriebswelle 26 verdrehen und dadurch die Umfangsstellung der Meß-Spiralnut 58 verändern. Der Kraftstoff*·' 'fluß wird nunmehr früher als vorher für eine gegebene Drehbewegung der Antriebswelle erfolgen, wodurch eine Verstellung der Kraftstoffeinspritzung und somit vergrößerte DrehzahlVerhältnisse erzielbar sind.

Die obige relative Verdrehbewegung der Buchse 60 wird durch den horizontal sich erstreckenden Schlitz 124· (Fig. 13)erlaubt, in dem sich der DrehmomentSteuerstift 120 bewegt. Falls erforderlich, kann dieser Schlitz winklig ausgeführt sein, wie er in Fig. 16 mit dem Kennzeichen 124· dargestellt ist, so daß die Meßbuchse 60 dann für eine automatische drehzahlempfindliche axiale Hachregelung geeignet ist. Durch eine* derartige Ausgestaltung kann eine weit offene Kraftstoff drosselkurve erreicht werden.

Fo 7771 /28«6..1968

109816/0570

' 8ADORiQINAl

.Gleichzeitig bewirkt die nach unten gerichtete Box-re^ung; des Drehzahlverstellschieber3 über den Stift 11? und den Schlitz 118 (Pie· 11) eine Verdrehung der Verteueren trieb swelle 22 relativ zur Antriebswelle 26 und dadurch <ii_e überlagerung einer weiteren Verstellung (in Abhängigkeit vorder Druckstärke auf das Gaspedal) auf den Verteilerunter— brechernocken 134 sowie eine Verstellung der Zündung als Punktion der Drehzahl^eränderung. Diese Verstellung kann sich ohne Beeinträchtigung der axialen Position der Antriebswelle 26 und des ÜberdruckkontrollSchiebers 74 durch die horizontal verlaufenden Schlitze 116 und 114 (Fig. 9 und 10) im Überdruckkontrollschieber 74 und im Antriebsschaft 26 vollziehen. Falls ein abgewandelter Kraftstoffplan erforderlich ist, kann die entsprechende Kraftstoffmenge durch Abwinkein des geraden Schlitzes 116 in Fig. 10 in der in Fig. dargestellten Weise erreicht werden, um dadurch eine Axialbewegung der Buchse 64 gegenüber der Antriebswelle zu erreichen.

In dem Drehzahlbereich von ca. 1000 Upm wird die Arialstellung der Meßwellenbuchse 60 direkt durch die Stellung des Drosselhebels 144 und über diesen durch das Gaspedal gesteuert. Die Axialverschiebung dieser Buchse 60 bewirkt dabei einen entsprechenden Wechsel der lastempfindlichen Zündzeit durch Verschiebung des oberen Verteilerantriebstiftes 128 im Zündlastvers teil schlitz 130 (Fig. 4).

Die maximale Abwärtsbewegung des Drehverstellschiebers 76 tritt auf, wenn die Buchse gegen die Oberseite des Überdruckkontrollschiebers 74 anstößt. Von diesem Punkt bis zum Erreichen der Maximal- oder der Überdrehgrenze wird eine weitere .Vergrößerung der Drehzahl zu keiner weiteren Vergrößerung der Kraftstoffmenge führen, was auf die Vorspannung der Überdrehfeder 96 zurückzuführen ist.

Fo 7771/28-6.1968 109B18/0S79 -15

Wird zum Abbremsen des F?hrzeu£es und der Maschine aus obigem Drehzahlbereich der Drosselhebel 144 plötzlich losgelassen, so folgt eine Abwärtsbewegung der Verteilerantriebswelle 22,des ÜberdrucMcontrollschiebers 74 und die Meßwellenbuchse 60 wird die Meßwellenspiralnut (Fig. 1) bis zur Unterbindung des Kraftstofflusses durch totale oder teilweise Offenlegung der Überströmbohrungen 52 verschieben. Der gesamte Kraftstoffstrom wird nunmehr durch die Pumpe . in die Bohrung 24 oder die Kammer 63 zurückgedrückt und kein Kraftstoff kann durch über das Überdruckventil 5^ zu den Einspritzdüsen gelangen. Dieser Vorgang beruht auf der Tatseche, daß der Leerlaufabstand nunmehr gleich Null ist (die Feder ist zusammengebrochen), was mit einer halben öffnung bei Motorleerlauf verglichen werden kann, und der Drehzahlversteilschieber 76 stößt gegen die Oberseite des Überdruckkontrollschiebers .

Es ist eine Drosselvorrichtung für Überdrehzahlen vorgesehen, die dann wirksam wird, wenn die Maschinendrehzahl einen bestimmten Wert überschreitet. An dieser Drehzahlgrenze sind die Zentrifugalkräfte der Reglergewichte groß genug, um die Vorspannung der Überdrehfeder 96 zu übersteigen und dadurch die gesamte Kraftstoffregelvorrichtung nach abwärts zu bewegen. Der Regler wirkt daher über den Drehzahlverstellschieber 76 der gegen den Überdruckkontrollschieber 74 anstößt auf die Meßwellenbuchse 60, die sich durch den Stift zusammen mit der Spiralnut 58 nach abwurf bewegt und dadurch den Kraftstoffzufluß so weit verkleinert", bis die gewünschte maximale Drehzahl erreicht ist. Gleichzeitig mit der Absenkung der Verteilerantriebswelle 22 sinkt der Antriebsstift 128 und dreht somit den Zündverstellnocken 154 zur Änderung der Zünd« verstellung in Übereinstimmung mit der kleineren Kraftstoffmenge. Der direkte Zündzeitpunkt wird daher in jedem Falle erreicht, gleich ob eine Überdrehung durch eine weit offene Drosselstellung des Drosselhebels 144 oder durch irgendeine Teilläststellung erfolgt. Die obige Wirkung wird dem Kraft-

Fo 7771/28.6.1968 10Ö818/0579

_ ₁₆ „

stoffluß allmählich bis auf Null drosseln, falls der Drosselhebel den Reglerschaft in weit offener Drosselposition festhält. . " .

Aus obigem x^ird deutlich, daß die Erfindung; eine Kraftstoffpumpe schafft, die mit einem Zündverteiler in einem einzigen Gehäuse zusammengebaut ist, wobei lediglich ein einfacher Satz von Reglergewichten und gebräuchliche Steuerungen in der Weise miteinander verbunden sind, daß eine Verstellung der Zündung und die Menge des Kraftstofflusses durch Änderungen in der Belastung und der Drehzahl koordiniert erfolgt.

Patentansprüche /

7771/28.6.1968 - 17 -

109818/0579

Claims (15)

Patentansprüche

1. Anordnung an einer mit Kraftstoffeinspritzung und einem Zündverteiler arbeitenden" Brennkraftmaschine,' dadurch g e k e η η ζ e i c h ·η e t , daß der Zündverteiler mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe zu einem einzigen, von einem Gehäuse (1, 2, 3) eingeschlossenen . Gerät vereinigt ist, in dem der mit verstellbaren Zür.dungs-Steuerjnitteln ausgestattete Zündverteiler und die Einspritzpumpe durch einen Wellenantrieb (22, 26) in gleiche Drehgeschwindigkeit versetzbar sind und in dem Mittel zur Zumessung der Kraftstoffmenge und zur automatischen Einstellung des Zündzeitpunktes in Abhängigkeit von der Drehbewegung und der Belastung vorgesehen sind.

2. Anordnung nech .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Zumessung der Kraftstoffmenge aus einem mit einer Spiraldrehnut (58) versehenen Buchsenventils (60) bestehen, welches mit der Antriebswelle (26) umläuft und gegenüber dieser axial und in Umfangsrichtung verschiebbar ist»

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch

g e k e η η ζ ei c h η e t , daß bewegliche Steuerungsorgane (106, 108, 144) betriebsmäßig mit den Zündungs-Steuermitteln und der Zumeßvorrichtung für den Kraftstoff (58, 60) zwecks übereinstimmender Verstellung beider verbunden sind.

4. Anordnung nach Anspruch 3, d a d u r c h g β ken η ζ ei c h η e t , daß die Steuerungsorgane (106, 108, 144) mit der Antriebswelle (26) verbunden sind und diese * axial verschieben.

5·' Anordnung nach Anspruch 3i d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Steuerungsorgane (106, 108, 144) einen durch die Antriebswelle (26) angetriebenen Plieh-

7771/28.6.1968 |Q9ii8/0S79 -18-

kraftregier mit Reglergewichten (106) enthalten und von Hand betätigbare Drosselorgane (144-, 146) aufweisen.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündungsverstellinittel (132, 134) und die Mittel zur Zumessung des Kraftstoffes (58, 60) gegen die Antriebswelle verschiebbar angeordnet sind und daß die Fliehkraftregelorgane (106, 108) zur gleichzeitigen Verstellung dieser Mittel (132, 134, 58, 60) betriebsmäßig mit ihnen in Eingriff stehen.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebswelle (22, 26) axial verschiebbar ist und durch die von Hand betätigbaren Drosselglieder (144, 146) zusammen mit den Steuerungsorganen 60, 132, 134) axial bewegbar ist.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der umlaufende Zündverteilermechanismus an einem Ende der Antriebswelle (26) und die Einspritzpumpe (34, 40, 42) am entgegengesetzten Wellenende angeordnet ist, wobei mit letzterer eine mit der Welle (26) umlaufende Kraftstoffkontrollvorrichtung (74) verbunden ist, durch die der Kraftstoffdruck von den Pumpen (34) steuerbar ist und der Zündverteiler eine mit der Welle (26) betriebsmäßig verbundene einstellbare Ziindverstellvorrichtung (76) aufweist.

9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kraftstoff-Einspritzpumpe aus koaxial versetzt um die Antriebswelle (26) angeordneten

"Kolbenpumpen (34) besteht, welche üb^r eine saif der Welle (26) angeordnete Taumelscheibe (30) antreibbar ist.

Po 7771/28.6.1968 - 19 -

109918/0579

ORiGiNAi.

10. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e kennzeichnet , daß τ ede Pumpe (3²O über eine . Einlaß- und Auslaßkammer (68) mit einer Brennstoff quelle verbunden ist und eine von der Welle (26) angetriebene, mit der Kammer (68) zusammenwirkende Kraftstoffzumeßvorrichtung zur Steuerung des Kraftstoffstromes vorgesehen ist.

11. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch p; e k e η η ζ e i c h η e t , daß die Antriebswelle (26) durch eine von Hand betätigbare Drosselvorrichtung (144) von einer Leerlaufsteilung in eine maximal offene'Stellung bei gleichzeitiger Verstellung der Steuerorgane axial verschiebbar ist.

12. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündpu^vt-Verstellmittel einen Nocken und einem mit der Welle (22) verbundenen Nockenstößel aufweisen, wobei eine Relativbewegung zwischen beiden möglich ist, durch die Zündpunktverstellung in Abhängigkeit von der Motorbelastung und von der Stellung der Drosselvorrichtung erfolgt.

13. Anordnung nach Anspruch 1 ₉ dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerungsorgane durch in Schlitze eingreifende Antriebsstifte (112, 128) mit der Antriebswelle (22, 26) begrenzt beweglich verbunden sind.

14. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoff-Zumeßvorrichtung ein auf der Antriebswelle (26) axial und drehbar gleitendes Buchsenventil (60) aufweist, das zur Steuerung des Kraftstoff flusses in die und von der Kammer (68) quer zu der Kraftstoff kammer bewegbar ist.

Fo 7771/28.6.1963 ' - 20 -

109818/0579

ORIGINAL

15. Anordnung nach An sprach 1, dadurch gekennzeichnet , daß Federn (42, 88, 94-, 96) vorgesehen sind, die den drehzahlbedingten Verschiebungen der Steuerorgane mit einer vorgewählten Vorlast entgegenwirken.

Fo 7771/28.6.1968

109818/0579

BAD ORIGINAL

Leerseite