DE4215719A1

DE4215719A1 - Hydraulic control device for injection timing variation - has hydraulic closure dependent upon cam RPM between tappet plunger and roller tappet body

Info

Publication number: DE4215719A1
Application number: DE19924215719
Authority: DE
Inventors: Chandra Prakash Mathur; Kaidala Nanjundarao Subramanya; Neeli Venkanna; Asvathanarayanan Vijayan
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-05-13
Filing date: 1992-05-13
Publication date: 1993-11-18

Abstract

The automatic device is for single/multi cylinder injection pumps in Diesel engines. It has cam control for a hydraulic tappet. The tappet consists of a roller tappet body (2), moving in a guide bore of the pump housing, and a tappet plunger (1). A groove (26) in the guide body is connected to an oil intake bore (23), leading to an oil passage (13) in the tappet body. The tappet plunger is connected via a bore (7) to the oil passage. Tappet body and plunger are in connection via a ball valve arrangement. This connects a tappet chamber (11) to the plunger. The distance between body and plunger determines the spring constant of a spring (10) and a return spring (17), and a throttle profile (q). USE/ADVANTAGE - Improved timing device for injector, can replace conventional timing device, timing variation is dependent upon cam RPM.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft eine automatische hydraulische Steuereinrichtung zur Variation des Einspritzbeginns in Ein- und Mehrzylindereinspritzpumpen für Dieselbrenn kraftmaschinen.The invention relates to an automatic hydraulic Control device for varying the start of injection in Single and multi-cylinder injection pumps for diesel combustion engines.

Hydraulische Verstelleinrichtungen zur Einstellung des Einspritzbeginns einer Einspritzpumpe wurden schon mehrfach beschrieben. So ist aus DE-OS 34 09 295 eine Verstelleinrichtung bekannt, die einen Rollenstößel und einen in diesem geführten, mit dem Pumpenkolben ver bundenen sowie eine Arbeitskammer im Rollenstößel für die Drucköleinsteuerung begrenzenden Verstellkolben umfaßt. Die Drucköleinsteuerung erfolgt über eine in der Arbeitskammer mündende Bohrungsanordnung im Pumpen kolben. Zur Beeinflussung des Einspritzbeginns wird der Verstellkolben relativ zum Rollenstößel ausgelenkt, und zwar durch das Zusammenwirken von der sich am Ver stellkolben abstützenden Kolbenfeder und dem Steuer druck.Hydraulic adjustment devices for setting the Injection pumps have already started described several times. So is from DE-OS 34 09 295 Adjustment device known that a roller tappet and one guided in this, with the pump piston bound as well as a working chamber in the roller tappet for adjusting piston limiting the pressure oil control includes. The pressure oil is controlled via an in the working chamber opening bore arrangement in the pumps piston. To influence the start of injection, the Adjusting piston deflected relative to the roller tappet, and though through the interaction of those at the Ver adjusting piston supporting piston spring and the control print.

Hierdurch wird der Vorhub des Pumpenkolbens und somit der Einspritzbeginn verändert.As a result, the forward stroke of the pump piston and thus the start of injection changed.

Hierbei hat sich gezeigt, daß der Förderbeginn von Pumpenkolben zu Pumpenkolben einer Einspritzpumpe stark von Toleranzen der Kolbenfedern abhängig ist und somit unzulässige Abweichungen des Förderbeginns von Kolben zu Kolben auftreten können. Der Lösung der Aufgabe, bei gleicher Druckölbeaufschlagung des Verstellkolbens den gleichen Vorhub bei jedem Kolben einzustellen, nimmt sich DE-PS 35 10 223 an, in dem vor der Endmontage Ab weichungen der Toleranzen der Kolbenfedern durch eine entsprechende Anzahl von Ausgleichstücken beseitigt werden. Weiterhin enthält diese Lösung noch ein als Kugelventil ausgebildetes Rückschlagventil zwischen der Arbeitskammer des Rollenstößels und einer in ihm angeordneten Steuerbohrung. Solange der Rollenstößel auf dem Nockengrundkreis läuft, wird die Kugel durch eine Feder vom Ventilsitz abgehoben, so daß Drucköl über die Steuerbohrung in die Arbeitskammer gelangt. Sobald aber der Rollenstößel durch den Nocken beschleunigt wird, wird die Kugel durch die entstehende Massekraft auf den Ventilsitz gepreßt und schließt somit die Ölzufuhr in der Arbeitskammer. Eine Variation des Einspritzbeginns in Abhängigkeit von der Nockengeschwindigkeit ist aber durch diese Lösung nicht möglich, da das Kugelventil praktisch nur in zwei Zuständen (geöffnet bzw. geschlossen) gehalten werden kann.It has been shown that the start of funding from Pump piston to pump piston of an injection pump strong is dependent on tolerances of the piston springs and thus impermissible deviations in the start of delivery of pistons to occur pistons. The solution to the problem at same pressure oil acting on the adjusting piston setting the same forward stroke for each piston takes DE-PS 35 10 223, in which before final assembly deviations of the tolerances of the piston springs by a appropriate number of compensating pieces eliminated will. This solution also contains an as Ball valve designed check valve between the Working chamber of the roller tappet and one in it arranged control bore. As long as the roller tappet the ball runs through on the cam base circle a spring is lifted off the valve seat so that pressure oil reaches the working chamber via the control bore. But as soon as the roller tappet through the cam is accelerated, the ball is created by the Mass force pressed onto the valve seat and closes hence the oil supply in the working chamber. A variation the start of injection depending on the However, this solution does not result in cam speed possible because the ball valve practically only in two States (open or closed) can be kept can.

Advantages of the invention

Die aufgezeigten Mängel des Standes der Technik werden durch die in den Patentansprüchen dargelegte Erfindung behoben.The identified shortcomings of the prior art are by the invention set out in the claims Fixed.

Die erfindungsgemäße automatische hydraulische Steuer einrichtung kann sowohl für Einzelzylinderpumpen zur Kraftstoffeinspritzung für Dieselmotoren variabler Ge schwindigkeit, als auch für solche Mehrzylindermotoren verwendet werden, die Einzelzylinderpumpen verwenden, wo konventionelle mechanische Steuervorrichtungen für einen vorzeitigen Kraftstoffeinspritzbeginn nicht mehr verwendbar sind. Eine typische Art der Anbringung er findungsgemäßer Steuervorrichtung in einem Motor ist in Fig. 3 gezeigt.The automatic hydraulic control device according to the invention can be used for single-cylinder pumps for fuel injection for diesel engines of variable speed, as well as for such multi-cylinder engines that use single-cylinder pumps, where conventional mechanical control devices for a premature fuel injection start can no longer be used. A typical way of mounting he inventive control device in an engine is shown in Fig. 3.

Ebenso kann die Steuervorrichtung gemäß der Erfindung konventionelle Zeitgeber, die bei Mehrzylindereinspritzpumpen verwendet werden, ersetzen.Likewise, the control device according to the invention conventional timers at Multi-cylinder injection pumps are used, replace.

drawings

Die Erfindung wird anhand beiliegender Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigenThe invention is illustrated in the accompanying drawings explained in more detail. Show

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Steuereinrichtung, Fig. 1 shows a longitudinal section through the control device,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Steuereinrichtung in verschiedenen Nockenstellungen und Fig. 2 shows a longitudinal section through the control device according to the invention in different cam positions and

Fig. 3 eine typische Art der Anbringung erfindungsgemäßer Steuervorrichtung in einem Motor. Fig. 3 shows a typical way of mounting the control device according to the invention in an engine.

Embodiment

Der erfindungsgemäße Rollenstößel hat zwei Hauptbestandteile, den Rollenstößeltauchkörper 1 und den Rollenstößelkörper 2. Der Rollenstößeltauchkörper 1 weist eine Kugelventilanordnung auf, die aus der Kugel 5, der Federführung 3 und der Feder 10 für die Kontrolle des Ölflusses besteht. Eine Führungsschale 4 wird an den Rollenstößeltauchkörper 1 gepreßt, um die Kugel 5 zu positionieren. Der ringförmige Flußquerschnitt, bezeichnet mit q, zwischen der Kugel 5 und dem inneren Durchmesser der Führungsschale 4 ist ein Drosselquerschnitt, welcher eine wichtige Fertigungsvariable darstellt. Der Rollenstößeltauchkörper 1 weist die Öl durchlaßöffnungen 6 und 8 auf. Durch die Beschleunigung des Nockens 12 bewegt sich die Kugel 5 aufwärts und schließt so den Dichtungssitz 9 des Kanales 7 gegen die Kraft der Feder 10 infolge des Öldrucks, der in der Rollenstößelkammer 11 erzeugt wird. Die Vorspannung der Feder 10 kann, ebenfalls als Fertigungsvariable, durch Einbringen von Unterlegscheiben 24 zwischen den Rollenstößeltauchkörper 1 und die Feder 10 eingestellt werden. Der Rollenstößelkörper 2 besitzt die Öldurch laßöffnungen 13. Im unteren Totpunkt wird der Abstand Y1 zwischen Rollenstößeltauchkörper 1 und Rollenstößelkörper 2 gebildet. Dieser Abstand Y1 wird durch die Beschränkung der Abwärtsbewegung des Federtellers 19 wegen der Oberfläche 20 des Motorblocks und durch Einbringung der Rückholfeder 17 zwischen dem Rollenstößelkörper 2 und dem Rollstößeltauchkörper 1 erhalten. Der Abstand Y1 ist ebenfalls eine variable Fertigungsgröße. Das Schmieröl gelangt in die Rollen stößelkammer 11 mit konstantem Druck durch die Motorzahnradpumpe 21 über einen Druckregler 22, die Öleinlaßbohrung 23 und die Öldurchlaßöffnungen 13, 6, 7 und 8. Die Rolle 14 ist durch einen Bolzen 15 am Rollenstößelkörper 2 befestigt. Der Führungsstift 16 verhindert die Rotation des Rollenstößelkörpers 2.The roller tappet according to the invention has two main components, the roller tappet immersion body 1 and the roller tappet body 2 . The roller plunger immersion body 1 has a ball valve arrangement which consists of the ball 5 , the spring guide 3 and the spring 10 for controlling the oil flow. A guide shell 4 is pressed against the roller plunger immersion body 1 in order to position the ball 5 . The annular flow cross-section, designated q, between the ball 5 and the inner diameter of the guide shell 4 is a throttle cross-section, which represents an important manufacturing variable. The roller plunger body 1 has the oil passage openings 6 and 8 . Due to the acceleration of the cam 12 , the ball 5 moves upward and thus closes the sealing seat 9 of the channel 7 against the force of the spring 10 as a result of the oil pressure which is generated in the roller tappet chamber 11 . The preload of the spring 10 can also be set as a manufacturing variable by inserting washers 24 between the roller plunger immersion body 1 and the spring 10 . The roller tappet body 2 has the oil passage openings 13 . At bottom dead center, the distance Y1 between roller plunger immersion body 1 and roller plunger body 2 is formed. This distance Y1 is obtained by restricting the downward movement of the spring plate 19 because of the surface 20 of the engine block and by introducing the return spring 17 between the roller tappet body 2 and the roller tappet immersion body 1 . The distance Y1 is also a variable production size. The lubricating oil enters the roller plunger chamber 11 at constant pressure through the motor gear pump 21 via a pressure regulator 22 , the oil inlet bore 23 and the oil passage openings 13 , 6 , 7 and 8 . The roller 14 is fastened to the roller tappet body 2 by a bolt 15 . The guide pin 16 prevents the rotation of the roller tappet body 2 .

Dieser Aufbau gemäß der Erfindung soll im folgenden in Funktion beschrieben werden:This structure according to the invention is in the following Function can be described:

Im unteren Totpunkt wird die Rollenstößelkammer 11 mit Öl durch die Ölkanäle 23, 13, 6, 7 und 8 gefüllt (siehe Fig. 2 (a)). Während der Aufwärtsbewegung des Nockens steigt der Öldruck in der Rollenstößelkammer 11 infolge der Nockenbeschleunigung. Wegen des Drosselquerschnitts q entsteht eine Druckdifferenz Δ p zwischen den Gebieten A und B. Diese Druckdifferenz bewirkt, daß die Kugel 5 aufwärts, gegen die Kraft der Feder 10, bewegt wird und somit der Ölkanal 7 verschlossen wird. Der Rollenstößeltauchkörper 1 beginnt sich zu heben, sobald der hydraulische Verschluß erfolgt ist (siehe Fig. 2 (c)). Bis der hydraulische Verschluß im System erreicht ist, gleitet der Rollenstößelkörper 2 über den Rollenstößeltauchkörper 1 ohne ihn zu bewegen, da das Öl aus der Rollenstößelkammer 11 durch die Durchlässe 8, 7, 6 und 13 ausfließt (siehe Fig. 2 (b)).At bottom dead center, the roller tappet chamber 11 is filled with oil through the oil passages 23 , 13 , 6 , 7 and 8 (see Fig. 2 (a)). During the upward movement of the cam, the oil pressure in the roller tappet chamber 11 increases due to the cam acceleration. Because of the throttle cross section q, there is a pressure difference Δ p between the areas A and B. This pressure difference causes the ball 5 to be moved upwards, against the force of the spring 10 , and thus the oil channel 7 to be closed. The roller plunger diving body 1 begins to rise as soon as the hydraulic closure has taken place (see FIG. 2 (c)). Until the hydraulic lock in the system is reached, the roller tappet body 2 slides over the roller tappet immersion body 1 without moving it, since the oil flows out of the roller tappet chamber 11 through the passages 8 , 7 , 6 and 13 (see FIG. 2 (b)).

Mit anderen Worten, ergibt sich ein Bewegungsverlust zwischen dem Rollenstößelkörper 2 und dem Rollenstößel tauchkörper 1 von Y1-Y2, wobeiIn other words, there is a loss of movement between the roller tappet body 2 and the roller tappet immersion body 1 of Y1-Y2, wherein

Y1 = der Abstand zwischen dem Rollenstößelkörper 2 und dem Rollenstößeltauchkörper 1 im unteren Totpunkt und
Y2 = der Abstand zwischen dem Rollenstößelkörper 2, nachdem der hydraulische Verschluß erzeugt wurde,Y1 = the distance between the roller tappet body 2 and the roller tappet immersion body 1 at the bottom dead center and
Y2 = the distance between the roller tappet body 2 after the hydraulic lock has been generated,

ist (siehe Fig. 2 (a) und 2 (c)).(see Figs. 2 (a) and 2 (c)).

Der Bewegungsverlust ist maximal bei niedrigen Geschwindigkeiten und minimal bei hohen Geschwindigkeiten, da die Druckdifferenz Δ p eine Funktion der Geschwindigkeit ist. Bei geringen Geschwindigkeiten, wenn die Beschleunigung gering ist, ist der Bewegungsverlust am größten und damit gleich Y1, da die Druckdifferenz Δp nicht ausreicht, um die Kugel zu bewegen und den Durchgang 7 hydraulisch zu verschließen. Bei hohen Geschwindigkeiten ist der Bewegungsverlust kleiner, da die erforderliche Druckdifferenz, um die Kugel zu bewegen und somit den Durchlaß 7 hydraulisch zu verschließen, unmittelbar nach Anheben des Nockens entwickelt wird, das heißt der Pumpenkolben 18 beginnt sich bei höheren Geschwindig keiten früher zu heben, verglichen zu niedrigen Ge schwindigkeiten, was bedeutet, daß das Schließen des Überstromkanals bei höheren Geschwindigkeiten früher erfolgt. Somit beginnt der Einspritzbeginn bei höheren Geschwindigkeiten in Form von Winkelbewegungen (in Grad-Nocken) eher, entsprechend der Differenz im Bewegungsverlust zwischen niedriger und hoher Geschwindigkeit. Der Einspritzvorlauf wächst allmählich bis zu einer gewissen Geschwindigkeit, ab der er dann konstant bleibt.The loss of movement is maximal at low speeds and minimal at high speeds, since the pressure difference Δ p is a function of the speed. At low speeds, when the acceleration is low, the loss of movement is greatest and therefore equal to Y1, since the pressure difference Δp is not sufficient to move the ball and to hydraulically close the passage 7 . At high speeds, the loss of movement is smaller since the pressure difference required to move the ball and thus hydraulically close the passage 7 is developed immediately after the cam is lifted, i.e. the pump piston 18 begins to lift earlier at higher speeds, compared to low speeds, which means that the closing of the overflow channel occurs earlier at higher speeds. Thus, the start of injection at higher speeds begins in the form of angular movements (in degree cams), corresponding to the difference in loss of movement between low and high speeds. The injection flow gradually increases to a certain speed, from which it then remains constant.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich.All in the description, the following claims and the drawing features are both individually as well as in any combination with each other essential to the invention.

Claims

1. Automatic hydraulic control device for varying the start of injection in single and multi-cylinder injection pumps for diesel internal combustion engines, which have a cam control for a roller tappet designed as a hydraulic tappet, the hydraulic tappet consisting of a roller tappet body ( 2 ) which can be set in motion by the pump cam, sliding in a guide bore of a housing of the injection pump or the internal combustion engine is arranged and a roller plunger immersion body ( 1 ), which is connected to the roller plunger body ( 2 ) by means of end fitting, a groove ( 26 ) which is introduced into the guide body and which is connected to an oil inlet bore ( 23 ) is, which connects this with an oil passage opening ( 13 ) in the roller tappet body ( 2 ), whereas the roller tappet immersion body ( 1 ) via a bore ( 7 ) through two mutually perpendicular bores ( 6 ) along the groove ( 26 ) with an oil l passage opening (13) and both body (1) and (2) centrally symmetrical to each other are connected via a ball valve arrangement in connection, which brings an introduced in the roller tappet body (2) roller tappet chamber (11) with said roller tappet immersion body (1) hydraulically in contact , a distance Y1 between the roller plunger body ( 1 ) and the roller plunger body ( 2 ) at the bottom dead center of the hydraulic plunger, the spring constants of a spring ( 10 ) in the roller plunger plunger body ( 1 ) and a return spring ( 17 ) in the roller plunger body ( 2 ) and by the outer diameter a ball ( 5 ) of the ball valve arrangement and the inner diameter of a throttle body ( 4 ) arranged in the roller tappet body ( 2 ) determines the throttle cross-section q such that when the roller tappet immersion body is subjected to constant oil pressure via the oil passage opening ( 13 ), it depends on the cam rotation speed Variation of the injection timing is adjustable.

2. Automatic hydraulic control device according to claim 1, characterized in that the ball valve assembly from a ball ( 5 ), a spring ( 10 ) which is connected through a bore ( 7 ) in the roller plunger immersion body ( 1 ) with a spring guide ( 3 ), wherein this ball ( 5 ) is spaced at the bottom dead center from the sealing seat ( 9 ), and one against the mentioned system and the roller tappet body ( 2 ) the ball ( 5 ) via a return spring ( 17 ) pressing guide shell ( 4 ).

3. Automatic hydraulic control device according to claim 1 and 2, characterized in that the guide shell ( 4 ) on its bottom bores ( 8 ) which connects its interior to the roller tappet chamber ( 11 ).

4. Automatic hydraulic control device according to claims 1 to 3, characterized in that the bores ( 8 ) in the same parts of the circle as that formed by the projection of the ball ( 5 ) are designed so that a streamlined oil flow is ensured .

5. Automatic hydraulic control device according to claim 1, characterized in that the roller plunger body ( 1 ) has a round groove ( 25 ) and two through holes ( 6 ) at right angles to each other and an axial bore ( 7 ) with a diameter which is dependent on the spring tension the spring ( 10 ) is determined.

6. Automatic hydraulic control device according to claim 1, 2 and 3, characterized in that the bias of the spring ( 10 ) can be varied by inserting washers ( 24 ).

7. Automatic hydraulic control device according to claim 1, characterized in that the size of the distance Y1 between roller plunger plunger body ( 1 ) and roller plunger body ( 2 ) can be variably determined depending on the desired injection timing.

8. Automatic hydraulic control device according to claim 7, characterized in that in the bottom dead center of the spring plate ( 19 ) of the pump piston through the surface ( 20 ) fixes the roller plunger immersion body ( 1 ) to ensure the specified distance Y1.

9. Automatic hydraulic control device according to claim 1, 2 and 8, characterized in that the return spring ( 17 ) creates constant contact between roller plunger immersion body ( 1 ) and the spring plate ( 19 ) of the pump piston.

10. Automatic hydraulic control device in connection with one of the preceding claims, characterized in that the roller tappet body ( 2 ) cross holes are provided which allow a connection to the groove ( 25 ) through which the oil enters the roller tappet chamber ( 11 ), wherein the diameter of the bores is determined in such a way that there is a connection to the oil passage openings ( 6 ) and ( 13 ).