DE3128332C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Umsteuerung von Nocken für den Antrieb mehrerer Brennstoffeinspritzpumpen bei einer um­ steuerbaren Dieselbrennkraftmaschine, insbesondere für den Schiffsan­ trieb, welche Nocken auf einer mit der Kurbelwelle der Brennkraftma­ schine gekuppelten und in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Kurbel­ welle in beiden Drehrichtungen drehbaren Steuerwelle angeordnet sind und deren Stellung relativ zur Drehstellung der Kurbelwelle mit Hilfe einer zwei Druckkammern für ein gesteuert zuführbares, hydraulisches Druckmittel aufweisenden Umsteuervorrichtung zwischen zwei Anschlägen für die eine bzw. die andere Drehrichtung umsteuerbar ist.

Aus der CH-PS 5 52 133 ist es bekannt, die Brennstoffein­ spritzung in eine Brennkraftmaschine der vorstehend genannten Art über eine mit Einspritzpumpennocken versehene Steuerwelle zu steuern, die ihrerseits mit der Kurbelwelle verbunden und von dieser angetrieben ist. Bei mit Gaswechselventilen ausgerüsteten Maschinen lassen sich, was in der CH-PS jedoch nicht angegeben ist, auf dieser Steuerwelle gleichzeitig weitere Nocken zur Steuerung dieser Ventile, beispielswei­ se der Auslaßventile, anordnen. Um für die Vorwärts- und für die Rück­ wärts-Drehrichtung einer umsteuerbaren Brennkraftmaschine die gleichen Bedingungen bei der Brennstoffeinspritzung zu erreichen, wird die Steuerwelle bekanntlich gegenüber der Kurbelwelle umgesteuert, d.h. beim Übergang von einer Drehrichtung der Maschine auf die andere wird die Steuerwelle relativ zur Kurbelwelle mit Hilfe einer Umsteuervor­ richtung um einen Winkel verdreht. Da jedoch durch die Umsteuervorrich­ tung die ganze Steuerwelle gedreht wird, wären dann für die Rückwärts­ richtung die Steuerzeiten für die Ventile nicht mehr optimal; das hätte zur Folge, daß das Betriebsverhalten des Motors bei der Rückwärtsdre­ hung stark verschlechtert ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine An­ ordnung zu schaffen, bei der bei Umsteuerung einer Brennkraftmaschine von der einen Drehrichtung in die entgegengesetzte Drehrichtung die er­ forderliche Umsteuerung der Nockenwinkellage für die zeitpunktgerechte Brennstoffeinspritzung derart erfolgt, daß die auf derselben Steuerwel­ le angeordneten Steuernocken für die Gaswechsel-, z.B. Auslaßventile in ihrer optimalen Winkellage relativ zur Kurbelwelle nicht verändert wer­ den.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die auf der gegenüber der Kurbelwelle verdrehfest gekuppelten Steuerwelle zusammen und verdrehfest auf dieser befestigten Nocken für den Antrieb von Gaswechselventilen gegenüber der Steuerwelle verdrehbar angeordne­ ten Nocken für den Antrieb der Brennstoffeinspritzpumpen bei einer Drehrichtungsänderung der Steuerwelle durch mehrere unmittelbar an den einzelnen Brennstoffeinspritzpumpennocken angreifende Umsteuervorrich­ tungen umsteuerbar sind.

Bei der neuen Anordnung wird somit die Steuerwelle selbst nicht mehr gesteuert; sie hat daher bei beiden Drehrichtungen gegenüber der Kurbelwelle eine unveränderte Phasenlage. Diese konstante Phasenla­ ge gegenüber der Kurbelwelle bei beiden Drehrichtungen behalten damit auch die fest auf der Steuerwelle sitzenden Nocken für die Steuerung der Ventile bei. Ihre Steuerzeiten sind daher in beiden Drehrichtungen optimal.

Die hydraulische Umsteuervorrichtung wirkt bei der neuen Konstruktion lediglich auf die verdrehbar auf der Steuerwelle angeord­ neten Nocken für den Antrieb der Brennstoffeinspritzpumpen; diese Nok­ ken werden - wie bisher die ganze Steuerwelle - mit Hilfe des Öldrucks der Umsteuervorrichtung beim Übergang von einer Drehrichtung in die an­ dere relativ zur Kurbelwelle - und damit relativ zur Steuerwelle - um einen festen Winkel verdreht.

Vorteilhaft ist es, daß jeder Nocken für den Antrieb einer Brennstoffeinspritzpumpe fest auf einer Lagerbüchse angeordnet ist, die ihrerseits verdrehbar auf der Steuerwelle gelagert ist. Dieses Detail bringt den Vorteil, daß die Steuernocken der einzelnen Brennstoffpumpen individuell justiert werden können.

Eine konstruktiv einfache und vorteilhafte Lösung für die Umsteuerung der Nocken für den Antrieb der Brennstoffeinspritzpumpen ergibt sich, wenn die Umsteuerung von jeweils zwei Nocken über eine ge­ meinsame Umsteuervorrichtung erfolgt, wobei die beiden Druckkammern derselben radial nach innen durch einen fest auf der Steuerwelle befe­ stigten Ring mit zwei diametral gegenüberliegend angeordneten Anschlag­ flügeln, in Richtung der Steuerwellenachse, seitlich am Ring anliegend, entweder durch die beiden Nocken selbst oder durch die beiden der Lage­ rung der Nocken dienenden, als Flanschbüchsen ausgebildeten und mit ih­ ren Flanschen einander zugewandten Lagerbüchsen und in Umfangsrichtung durch zwei diametral gegenüberliegend an den Nocken oder den Lagerbüch­ sen als Kreisringabschnitte ausgebildete, mit den Anschlagflügeln zu­ sammenarbeitende Anschläge begrenzt werden, über welche die Nocken oder die Lagerbüchsen fest miteinander verbunden sind, wobei die Anschläge zur radial äußeren Abdichtung der beiden Druckkammern mit einer überge­ schobenen Hülse und zur radial inneren Abdichtung der Druckkammern mit dem die bis zur Hülse reichenden Anschlagflügel tragenden Ring zusam­ menwirken.

Die neue Konstruktion weist neben den optimalen Steuerzei­ ten für die Ventile bei beiden Drehrichtungen des Motors noch weitere Vorteile auf; so werden die Umsteuerzeiten für die Nocken der Brenn­ stoffeinspritzpumpen kürzer, da kleinere Ölkammern mit Öl gefüllt wer­ den müssen, oder - für gleichbleibende Umsteuerzeiten - kann die Kapa­ zität der Pumpe für das Steueröl reduziert werden. Weiterhin können die Nocken - im Gegensatz zu bisherigen Konstruktionen, bei denen die Steuernocken für Ventile und Brennstoffpumpen auf einer Steuerwelle vereinigt sind - mit positiven Erhebungn gebaut werden. Es ist daher beim Abwärtshub der Brennstoffpumpenplunger genügend Zeit für die Fül­ lung des Pumpenraums mit Brennstoff vorhanden. Schließlich können die relativ großen Drehmomente, die von der Brennstoffeinspritzung verur­ sacht werden, - wie bei der eingangs erwähnten Konstruktion - mecha­ nisch durch das Anlegen der Nocken bzw. Nockenbüchsen an die Anschlag­ flügel des auf der Steuerwelle festen Ringes übertragen werden; durch den Öldruck in der hydraulischen Umsteuervorrichtung muß dann lediglich sichergestellt werden, daß die Nocken bzw. Nockenbüchsen immer an den Flügeln anliegen, auch wenn in der Steuerwelle Torsionsschwingungen auftreten sollten.

Aus der DE-PS 5 79 557 ist eine Steueranordnung bekannt, bei der alle Steuernocken für die Brennstoffeinspritzpumpen fest auf einer Steuerwelle angeordnet sind, und bei der zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle eine Schleppkupplung vorhanden ist; mit dieser Kon­ struktion sollen Stöße und Schläge vermieden werden, die bei der Ver­ wendung von Schleppkupplungen auftreten. Als bekannt werden in dieser Publikation Anordnungen erwähnt, bei denen die Steuernocken nicht fest mit der Steuerwelle verbunden sind, sondern zwischen festen Anschlägen um einen gewissen Winkel verdreht werden können.

Weiterhin ist aus der GB-PS 7 72 392 eine Steuerwelle be­ kannt, auf der, fest mit dieser verbunden, Steuernocken für Gaswechsel­ ventile und Brennstoffeinspritzpumpen angeordnet sind und die Steuer­ welle fest mit der Kurbelwelle verbunden ist, so daß bei einer Änderung der Drehrichtung die ganze Steuerwelle phasengleich zur Kurbelwelle verbleibt. Zur Optimierung der Steuer- und Einspritzzeiten sind hier sowohl für die Gaswechsel- z.B. Auslaßventile als auch die Einspritz­ pumpen Verstelleinrichtungen vorgesehen, durch die der Zeitpunkt für das Öffnen der Auslaßventile und für die Brennstoffeinspritzung für beide Drehrichtungen durch Veränderung der Lage der mit den Nocken zu­ sammenwirkenden Stößelrollen einstellbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer seitlichen Ansicht eines Zweitakt-Dieselmotors, welche ein Pumpenge­ häuse, die Steuerwelle mit der Umsteuervorrichtung bzw. die Brennstoffpumpen und die hydraulischen Hubgeberpumpen für die Auslaßventile zweier Zylin­ der des Motors wiedergibt.

Fig. 2 stellt eine Steuerwelle dar, bei der die einzelnen, an sich ineinander und aneinander liegenden Elemen­ te auseinander gezogen sind;

Fig. 3 schließlich ist eine Variante eines Details der Steuerwelle nach Fig. 2.

Auf einer Konsole 1 (Fig. 1), die seitlich außen an einem nicht weiter dargestellten Dieselmotor sitzt, liegt, durch Schrauben 2 gehalten, ein Pumpengehäuse 3 auf; dieses enthält in seinem Unterteil, dessen Deckel abgenommen ist, eine Steuerwelle 4 für den Antrieb zweier Brennstoffpumpen 6 und zweier Hubgeberpumpen 7 für ein hydraulisches Öffnen und Schließen der Auslaßventile zweier Zylinder des Motors.

Dementsprechend trägt die Steuerwelle 4 zum einen für je­ den der zugeordneten Zylinder - in einer zu einer vertikalen Mittelebe­ ne spiegelsymmetrischen Anordnung - einen fest auf ihr sitzenden Steuernocken 8, der über eine Rolle 9 einen Antriebskolben 10 für das Öffnen und Schließen eines Auslaßventils steuert.

Von den Steuernocken 8 aus nach innen in das Unterteil des Pumpengehäuses 3 hinein folgen Lager 11 der Steuerwelle 4, hinter denen umsteuerbare Lagerbüchsen 12 für Nocken 13 gemäß der vorliegenden Er­ findung drehbar auf der Steuerwelle 4 angeordnet sind. Die Nocken 13 haben die Aufgabe, Antriebe von Brennstoffeinspritzpumpen 6 zu steuern. Die Verbindung der Nocken 13 zu den Pumpen 6 erfolgt wiederum über Rol­ len 9 und nicht dargestellte Antriebskolben.

Zwischen den beiden Nocken 13 für die Brennstoffeinspritz­ pumpen befindet sich eine hydraulische Umsteuervorrichtung 14, die über Leitungen 15 und 16 an einen nicht dargestellten Steuerölkreislauf an­ geschlossen ist. Mit der Umsteuervorrichtung 14 werden die beiden Noc­ ken 13 bzw. die Lagerbüchsen 12 umgesteuert.

Oberhalb des Pumpengehäuses 3, auf dem die Hubgeberpumpen direkt und die Brennstoffeinspritzpumpen 6 über ein Zwischenstück 5 be­ festigt sind, ist eine horizontal parallel zur Steuerwelle 4 verlaufen­ de Regulierwelle 17 vorhanden, mit deren Hilfe die pro Hub von den Brennstoffeinspritzpumpen 6 zu fördernden Brennstoffmengen reguliert werden.

Die Brennstoffeinspritzpumpen 6 sitzen in einem gemeinsa­ men Brennstoffeinspritzpumpenkörper 18, von dem nach oben die Brenn­ stoffleitungen 19 zu den Einspritzventilen führen, während Steueröllei­ tungen 20 die Hubgeberpumpen 7 mit Servomotoren für das Öffnen und Schließen der Gaswechsel- bzw. Auslaßventile verbinden.

Wie Fig. 2 zeigt, trägt die Steuerwelle 4 in der Mitte, d.h. im Inneren der Umsteuervorrichtung 14, einen Ring 21, der an zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen seines Umfangs Anschlag­ flügel 22 hat. Der Ring 21 ist in Fig. 2 nachträglich auf die Welle aufgeschrumpft und mit ihr fest verbunden; er kann jedoch auch - wie in Fig. 3 dargestellt - als mit einer Welle 4′ aus einem Stück bestehender Bund 23 ausgebildet sein, in den Anschlagflügel 24 eingesetzt sind, die durch Schrauben 25 gehalten werden.

Von beiden Seiten sind im montierten Zustand über den Ring 21 die auf der Steuerwelle 4 (Fig. 2) drehbar gelagerten Lagerbüchsen 12 geschoben, die ebenfalls zwei diametral gegenüberliegende, nach in­ nen vorspringende Anschläge 26 haben. Sie werden durch diese Anschläge 26 hindurch mit Hilfe von Schrauben miteinander verbunden. Auf diese Weise entstehen zwischen den Lagerbüchsen 12 zwei Druckkammern 27, die durch die Anschlagflügel 22 des Ringes 21 voneinander getrennt sind. Der Druck des in ihnen befindlichen Steueröls drückt einerseits die An­ schläge 26 gegen die Anschlagflügel 22 und bewirkt - bei Druckentla­ stung auf der einen Seite und Druckerhöhung auf der anderen Seite - in bekannter Weise eine Drehung der Lagerbüchsen 12 relativ zum Ring 21 und damit eine Umsteuerung der Brennstoffeinspritzpumpennocken 13, wel­ che fest mit den Lagerbüchsen 12 montiert sind.

Radial nach außen werden die zusammengeschraubten Lager­ büchsen 12 und die Druckkammern 27 durch eine Hülse 28 begrenzt, über die ein - auch in Fig. 1 sichbarer - Ölzuführring 29 geschoben ist. Die Ölzufuhr in den Ring 29 erfolgt für die eine Richtung durch eine Boh­ rung 30 in eine innere Ringnut 31 und von dieser durch die Bohrung 32 in der Hülse 28 in eine der Druckkammern 27. Für die andere Drehrich­ tung nimmt das Öl seinen Weg durch eine Bohrung 33, eine Nut 34 und ei­ ne Bohrung 35.

Aus den Druckkammern 27 heraus bewirkt in den Spaltraum zwischen Steuerwelle 4 und Büchse 12 austretendes Lecköl eine Schmie­ rung zwischen diesen beiden relativ zueinander bewegten Teilen.

Auf den Lagerbüchsen 12 sind von außen die Nocken 13 für die Steuerung der Brennstoffeinspritzpumpen (Fig. 1) befestigt, so daß sie mit der ihr zugehörigen Lagerbüchse 12 fest verbunden sind. Weiter zu den Enden hin folgen auf der Steuerwelle 4 für ihre drehbare Lage­ rung die Lager 11, während nach außen die beiden fest mit der Welle 4 verbundenen Steuernocken 8 vorhanden sind, durch welche die beiden Hub­ geberpumpen 7 (Fig. 1) für das Öffnen und Schließen der Gaswechsel­ oder Auslaßventile gesteuert werden.

Claims (3)

1. Anordnung zur Umsteuerung von Nocken für den Antrieb meh­ rerer Brennstoffeinspritzpumpen bei einer umsteuerbaren Dieselbrenn­ kraftmaschine, insbesondere für den Schiffsantrieb, welche Nocken auf einer mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gekuppelten und in Ab­ hängigkeit von der Drehrichtung der Kurbelwelle in beiden Drehrichtun­ gen drehbaren Steuerwelle angeordnet sind und deren Stellung relativ zur Drehstellung der Kurbelwelle mit Hilfe einer zwei Druckkammern für ein gesteuert zuführbares, hydraulisches Druckmittel aufweisenden Um­ steuervorrichtung zwischen zwei Anschlägen für die eine bzw. die andere Drehrichtung umsteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der gegenüber der Kurbelwelle verdrehfest gekuppelten Steuerwelle (4) zu­ sammen mit verdrehfest auf dieser befestigten Nocken (8) für den An­ trieb von Gaswechselventilen gegenüber der Steuerwelle (4, 4′) verdreh­ bar angeordneten Nocken (13) für den Antrieb der Brennstoffeinspritz­ pumpen (6) bei einer Drehrichtungsänderung der Steuerwelle (4) durch mehrere unmittelbar an den einzelnen Brennstoffeinspritzpumpennocken (13) angreifende Umsteuervorrichtungen (14) umsteuerbar sind.

2. Nockenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Nocken (13) für den Antrieb einer Brennstoffeinspritzpumpe (6) fest auf einer Lagerbüchse (12) angeordnet ist, die ihrerseits ver­ drehbar auf der Steuerwelle (4, 4′) gelagert ist.

3. Nockenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Umsteuerung von jeweils zwei Nocken (13) über eine gemeinsame Umsteuervorrichtung (14) erfolgt, wobei die beiden Druckkam­ mern (27) derselben radial nach innen durch einen fest auf der Steuer­ welle (4, 4′) befestigten Ring (21, 23) mit zwei diametral gegenüber­ liegend angeordneten Anschlagflügeln (22, 24), in Richtung der Steuer­ wellenachse, seitlich am Ring (21, 23) anliegend, entweder durch die beiden Nocken (13) selbst oder durch die beiden der Lagerung der Nocken (13) dienenden, als Flanschbüchsen ausgebildeten und mit ihren Flan­ schen einander zugewandten Lagerbüchsen (12) und in Umfangsrichtung durch zwei diametral gegenüberliegend an den Nocken (13) oder den La­ gerbüchsen (12) als Kreisringabschnitte ausgebildete, mit den Anschlag­ flügeln (22, 24) zusammenarbeitende Anschläge (26) begrenzt werden, über welche die Nocken (13) oder die Lagerbüchsen (12) fest miteinander verbunden sind, wobei die Anschläge (26) zur radial äußeren Abdichtung der beiden Druckkammern (27) mit einer übergeschobenen Hülse (28) und zur radial inneren Abdichtung der Druckkammern (27), mit dem die bis zur Hülse (28) reichenden Anschlagflügel (22, 24) tragenden Ring (21, 23) zusammenwirken.