INJECTION TIMING ADVANCE DEVICE FOR INJECTION PUMPS OF RECIPROCATING INTERNAL-COMBUSTION ENGINES

Abstract: 1. An injection timing controller for an injection pump of a reciprocating-piston internal combustion engine, the controller comprising a drive gear (3) drivable by the internal combustion engine and being provided with axially displaceable helical gearing (4) by means of which it is coaxially mounted on an end portion of a cam shaft (1) of the injection pump in which - for the purpose of adjusting the drive gear's (3) rotational angular position in relation to the cam shaft (1) - its axial position on the cam shaft (1) is adjustable by means of an adjusting device of the controller, the adjusting device being operable in dependence on at least one operating parameter of the reciprocating internal combustion engine, characterized in that the adjusting device comprises : a screwthreaded spindle (7) having two oppositely directed threads and being arranged coaxially with the cam shaft (1) ; and an electric eddy-current brake (10, 11) including a casing-fastenable stator as the primary element (11) and a rotor mounted rotationally fast on the screw-threaded spindle (7) as the secondary element (10), in that the spindle (7) is screwed by one of its threads into the cam shaft (1) and by its other thread into the centre of a cup-shaped housing (5) fastened to the drive gear (3), in that an electric regulator operable in dependence on a number of operating parameters of the internal combustion engine controls by means of an electric signal the primary element (11) of the eddy-current brake (10, 11), and in that when in operation the primary element has received the electric signal the secondary element (10) together with the screw-threaded spindle (7) are turned, against the bias of a restoring spring (8), in relation to the cam shaft (1) and the drive gear (3).

Description: Einspritzzeitpunktversteller für die Einspritzpuinpe einer Hubkolbenbrennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf einen Einspritzzeitpunktversteller für die Einspritzpumpe einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, bei der das Antriebszahnrad der Einspritzpumpe mittels einer schraubenförmigen Keilverzahnrungskupplung gegenüber der Einspritzpumpen-Nockenwelle um einen Drehwinkel verstellt wird, dessen Verstellgrösse automatisch in Abhängigkeit von einer Betriebsgrösse der Hubkolbenbrennkraftmaschine erfolgt. Bekannte Einspritzzeitpunktversteller für Hubkolbenbrennkraftmaschinen sind in der Regel als Fliehkraftversteller gebaut, deren Verstellkräfte bei den beschränkten Platzverhältnissen bei Anbau innerhalb oder ausserhalb der Brennkraftmaschine nur wenig über die notwendigen Mindestanforderungen hinausgehen. Dadurch wird bei dem schwankenden Drehmoment der Einspritzpumpen-Nockenwelle und dem vom Antrieb der Brennkraftmaschine ausgehenden, unerwünschten Wechseldrehmoment die Funktion von Fliehkraftverstellern sehr beeinträchtigt. Der Einsatz grösserer Bauarten mit mehr Arbeitsvermögen verbietet sich wegen den knappen Platzverhältnissen. Ausserdem stellt sich immer mehr die Forderung, die Verstellung des Einspritzzeitpunktes nach verschiedenen Betriebskenngrössen vorzunehmen. Es ist ein Einspritzzeitpunktversteller bekannt (DE-OS 17 51 770), bei dem das Antriebszahnrad auf der verlängerten Nockenwelle der Einspritzpumpe drehbbeweglich gelagert ist und mittels einer schraubenfömrigen Keilver- zahnungskupplung gegenüber der Einspritzpumpen-Nockenwelle verdreht wird. Bei der Verstellung der Kupplung in axialer Richtung bewirkt die schraubenförmige Keilverzahnungskupplung ein Drehmoment, dessen Abstützung nur über eine verhältnismässig klein dimensionierte zylindrische Längsführung mit Abflachung möglich ist. Die axiale Länge der Kupplungsverzahnung ist sehr kurz; dadurch neigt die Längsführung zum Verkanten und zu Betriebsstörungen. Darüber hinaus erfolgt die Verstellung nur in Abhängigkeit vom Druck der Ladeluft. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzzeitpunktverstellung zu schaffen, die in Abhängigkeit von mehreren Betriebsgrössen eine Verstellung vornimmt und deren Funktion möglichst wenig von dem ungleichförmigen Drehmoment der Einspritzpumpe und dem unvermeindlichen Wechseldrehmoment aus dem Antrieb der Hubkolbenbrennkraftmaschine beeinflusst wird. Dieses wird bei einem Einspritzzeitpunktversteller der eingangs genannten Artnach den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Die Längsführung des Antriebszahnrades auf einer Schrägverzahnung auf der verlängerten Nockenwelle der Einspritzpumpe lässt eine verhältnismässig grosse Dimensionierung zu und ergibt geringe Flächenpressungen an den Gleitflächen und damit eine günstige Verteilung des zu übertragenden Drehmoments. Die Längsverschiebung des Antriebszahnrades mittels zweimal gelagerter Gewindespindel ergibt eine sehr robuste unempfindliche Konstruktion, die durch die Gewindespindel sehr leicht zu verstellen ist und nur geringer Verstellkräfte bedarf und damit feinfühlig verstellbar ist. Bei dem gemäss dem Patentanspruch 2 ausgestalteten Einspritzzeitpunktversteller ergibt sich die Möglichkeit den Primärteil im Gehäusedeckel der Maschine anzuordnen, womit sich für den elektrischen Teil günstige Voraussetzungen für die Stromzufuhr ergeben. Da die Wirbelstrombremse zwischen dem Primärteil und dem Sekundärteil berührungslos bleibt, wird die Montage besonders einfach. Nach den in Patentanspruch 3 angegebenen Merkmalen ergibt sich eine besonders günstige Bauweise. Die gefundene Form der Rückstellfeder macht es möglich, sie als umlaufendes Teil ohne Auswuchtprobleme zu verwenden. Die im patentanspruch 4 angegebenen Merkmale ermöglichen ein einfaches Abgreifen der Stellung des oberen Totpunktes. Bei den nach dem Patentanspruch 5 angegebenen Merkmalen wird der Verstellwinkel des Antriebszahnrades erfasst. Gemäss den im Patentanspruch 6 angegebenen Merkmalen wird der gemessene Verstellwinkel des Antriebszahnrades an den elektrischen Regler weitergegeben. Mit dem in Patentanspruch 7 angegebenen Merkmal wird der Regelkreis geschlossen. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Die Abbildung 1 zeigt das Wellenende 1 einer verlängerten Einspritzpumpen-Nockenwelle innerhalb eines Gehäuseteils 2 einer Hubkolbenbrennkraftmaschine. Auf dem Wellenende 1 ist das Antriebszahnrad 3 mittels einer Schrägverzahnung 4 längs beweglich gelagert, wobei aus Gründen einer einfacheren Herstellung das topfförmige Gehäuse 5 und die Schiebemuffe 6 einstückig mit dem Antriebszahnrad 3 verbunden sind. Die Gewindespindel 7 ist einerseits in das Wellenende 1 eingeschraubt und andererseits mit einem gegenläufigen Gewinde in das topfförmige Gehäuse 5. Damit kann bei Drehung der Gewindespindel 7 das Antriebszahnrad 3 auf dem Wellenende 1 in axialer Richtung hin und her bewegt werden, wobei das Antriebszahnrad 3 durch die Schrägverzahnung gegenüber dem Wellenende 1 einen Drehwinkel zurücklegt. Auf der Verlängerung der Gewindespindel 7 ist eine Spiralfeder 8 angeordnet, die mit ihrem Innenende an der Gewindespindel 7 befestigt ist und mit ihrem Aussenende an einem Mitnehmer 9 des topfförmigen Gehäuses 5. Am Ende der Gewindespindel 7 ist der Sekundärteil 10 einer elektrischen Wirbelstrombremse befestigt. Durch eine Stromänderung im Primärteil 11 der elektrischen Wirbelstrombremse kann das entgegen der Kraft der Sprialfeder 8 wirkende Bremsmoment verändert werden, womit die Gewindespindel 7 verdreht und das Antriebszahnrad 3 axial verschoben wird, was durch die Schrägverzahnung 4 zugleich eine Winkelbewegung ergibt. Zur Erfassung der Winkelstellung des Wellenendes 1 dient eine Markierungsscheibe 12, die durch einen Impulsgeber 13 auf den gehäusefesten Sensor 14 wirkt. In gleicher Weise wirkt ein am Umfang des Antriebszahnrades 3 eingesetzter Impulsgeber 16 auf den Sensor 15. Damit ergibt sich die Winkelabweichung zwischen dem Antriebszahnrad 3 und dem Wellenende 1 bzw. der Winkelabstand vom oberen Totpunkt der Brennkraftmaschine. Diese gemessenen Werte werden in einem nicht dargestellten elektrischen Regler eingegeben, der aufgrund verschiedener Eingangsgrössen wie z.B. Drehzahl, Motorleistung, Ladeluftdruck oder Ladelufttemperatur einen elektrischen Sollwert für den Einspritzzeitpunktversteller vorgibt. Mit der Ausgangsgrösse des elektrischen Reglers, einem elektrischen Strom, wird in der Wirbelstrombremse 10, 11 zur Verstellung das Bremsmoment geändert, wobei die Gewindespindel 7 verdreht wird.

Claims: patentansprüche 1. Einspritzzeitpunktversteller für die Einspritzpumpe einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, bei der das Antriebszahnrad (3) der Einspritzpumpe mittels einer schraubenförmigen Keilverzahnungskupplung (4) gegenüber der Einspritzpumpen-Nockenwelle (1) um einen Drehwinkel verstellt wird, dessen Verstellgrösse automatisch in Abhängigkeit von einer Betriebsgrösse der Hubkolbenbrennkraftmaschine erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebszahnrad (3) auf dem verlängerten Ende (1) der Einspritzpumpen-Nockenwelle mit einem schrägverzahnten Gleitsitz (4) axial verschiebbar gelagert ist, wobei die axiale Verstellung durch eine zentrale Gewindespindel (7) erfolgt, die mit einer Seite in das verlängerte Nockenwellenende eingeschraubt ist und mit der anderen Seite mit gegenläufigem Gewinde zentral in ein topfförmiges Gehäuse (5), welches mit dem Antriebszahnrad (3) verbunden ist, eingeschraubt ist und eine axiale Verlängerung der Gewindespindel (7) mit dem Sekundärteil (10) einer Wirbelstrombremse verbunden ist, die automatisch in Abhängigkeit von mehreren Betriebskenngrössen der Hubkolbenbrennkraftmaschine ein Bremsmoment auf die verlängerte Gewindespindel (7) ausübt und diese gegen die Kraft einer Rückstellfeder (8) durch Verdrehen verstellt, wobei die Wirbelstrombremse (10, 11) von einem elektrischen Regler gesteuert wird, der die Betriebskenngrössen der Hubkolbenbrennkraftmaschine erfasst und entsprechend diesen elektrisch das Bremsmoment der Wirbelstrombremse (10, 11) beeinflusst. 2. Einspritzzeitpunktversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärteil (elektrischer Teil) der Wirbelstrombremse (11) gehäusefest und koaxial in Verlängerung der Gewindespindel (7) angeordnet ist. 3. Einspritzzeitpunktversteller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder (8) als Spiralfeder ausgebildet ist und einerseits auf der verlängerten Gewindespindel (7) und andererseits mit einem Mitnehmer (9) des topfförmigen Gehäuses (5) verbunden ist. 4. Einspritzzeitpunktversteller nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem verlängerten Ende (1) der Einspritzpumpen-Nockenwelle eine Markierungsscheibe (12) angeordnet ist, die einem gehäusefesten Sensor (14) durch einen Impulsgeber, beispielsweise ein Magnet, elektrisch den Ausgangspunkt des Verstellweges oder den oberen Totpunkt der Brennkaftmaschine anzeigt. 5. Einspritzzeitpunktversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Antriebszahnrad (3) durch ein Impulsgeber (13), beispielsweise ein Magnet, einem gehäusefesten Sensor (15) der Verstellweg der Markierung elektrisch angezeigt wird. 6. = Einspritzzeitpunktversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnèt, dass die Sensoren (14, 15), die den Verstellwinkel des Antriebszahnrades (3) gegenüber der Markierungsscheibe (12) am verlängerten Ende (1) der Einspritzpumpen-Nockenwelle erfassen mit dem elektrischen Regler elektrisch verbunden sind. 7. Einspritzzeitpunktversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Regler mit der Wirbelstrombremse (11) elektrisch verbunden ist und der vom elektrischen Regler ausgehende Strom das Bremsmoment der Wirbelstrombremse (10, 11) verändert.

Inventors: NOLTE, ALBERT
Applicants: KLOCKNER-HUMBOLDT-DEUTZ AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1984
Main classification: F02D1
IPC codes: F02D1