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Drehzahlregler
Die Art der Verwendung der Einspritzbrennkraftmaschine bestimmt die Forderungen, die die Regelung - ausgehend von der durch die konstruktive Eigenart des Motors bestimmten Cha. cakturistik- zu erfüllen hat. Während bei Fahrzeugmotoren die Wahl der Drehzahl des Motors dem Fahrer überlassen bleibt und nur in den beiden Grenzfällen : Leerlauf und höchste, den Bestand des Motors noch nicht gefährdende
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Drehzahl (Nenndrehzahl) möglichst unabhängig von der Belastung einzuhalten. Hiebei ist es aber gelegentlich erwünscht, (z.. B. bei Triebwagenmotoren und Schiffsantrieben), die Nenndrehzahl einstellen zu können, was durch Einstellung der Spannung der Reglerfeder geschieht.
Die vorstehenden Bedingungen werden bei Stationärmotoren od. dgl. durch den sogenannten Drehzahleinstellregler erfüllt. Die grundsätzlichen Unterschiede des Betriebes des Fahrzeugmotors machten es bisher jedoch notwendig, den Motor im Fahrzeug mit einem andern Regler, dem Drehzahlbegrenzungs- regler, auszurüsten.
Gegenstand der Erfindung ist nun die Schaffung eines Reglers, der die Verwendung des Motors sowohl für den Fall, dass die Drehzahl willkürlich eingestellt und nur die oben genannten Grcnzzuständc geregelt werden sollen, als auch für den Fall, dass eine bestimmte Drehzahl eingehalten werd0u soll, zulässt, ohne dass beim Übergang von einem Anwendungsgebiet zum andern der Regler ausgewechselt werden muss.
Die universelle Verwendbarkeit des Reglers wird in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, dass in beiden Verwendungsarten dieselben Teile des Reglers wirksam sind, es daher auch keiner Umstellungen innerhalb des Reglers bedarf. Ebenso erübrigt sich jede Veränderung der Einstellung von Anschlägen u. dgl., es bleiben bloss ein Drehzahlwählhebel für den Betriebsfall der Regelung nach einer Nenndrehzahl bzw. ein Füllungsverstellhebel für die Veränderung der Füllung im Leerlauf und der hiotordrlizahl für den Fall der Drehzahlbegrenzungsregelung zu betätigen.
Die Erfindung geht von einer Reglerbauart aus, bei der die Wirkung der Reglerfeder durch einen senkrecht zur Reglerwelle angeordneten Hebel (Spannhebel) auf die Reglermuffe übertragen wird, deren Verstellbewegung ein weiterer, ebenfalls annähernd senkrecht zur Reglerwelle liegender Hebel (Reglerhebel) auf das Mengenverstellglied der Einspritzpumpe überträgt. Während nach den bekanntem Vorschlägen der Reglerhebel entweder an dem Spannhebel, an einem um die Schwenkachse des Spannhebels schwingenden, mit der Reglermuffe verbundenen weiteren Führungshebel, oder aber der Spannhebel an einer Kurbel gelagert ist, liegt nach der Erfindung der Schwenkpunkt des Spannhebels im Reglergehäuse fest und auch die Schwenkachse des Reglerhebels ist nur mittels eines Exzenters buzuglich der Regl r.-mffe verstellbar.
Reglerhebel und Spannhebel sind dabei unabhängig voneinander um ihre Lagerstellen schwenkbar. Die
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oder aber als Drehzahleinstellregler wirksam.
Wird in der Stellung"max. Drehzahl"des Drehzahlwählhebels die wie bekannt gegen den Spannhebel verschwenkbare Reglerfeder am stärksten vorgespannt, so nimmt der Regler erst beim Erreichen der höch- sten Drehzahl den Reglerhebel zurück und wirkt dadurch als Drehzahlbegrenzungsregler. Um die Motordrehzahl zwischen dem Leerlauf und der höchstzulässigen Drehzahl verändern zu können, ist der Reglerhebel im Gehäuse exzentrisch gelagert. Jede Verdrehung des Exzenters ergibt eine Füllungsverstcllung, durch die der Beharrungszustand des Motors unter der vorgegebenen Belastung verändert wird.
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der Wirkung einer verhältnismässig schwachen Leerlauffeder steht.
Durch entsprechende Verdrehung des Exzenters des Reglerhebels kann nun die Leerlauffüllung eingestellt werden. Ebenso wie die schwenkbare Reglerfeder gehört die Anordnung des Leerlaufanschlages für den Spannhebel und einer schwachen Leerlauffeder dem Stand der Technik an. Zusammen mit dem erfinderischen Merkmal der Lagerung des Reglerhebels in einer bei Leerlauf-Drehzahlbegrenzungsreglern bekannten Weise mittels Exzenter ergibt sich die Vervollständigung des Anwendungsbereiches des Drehzahlreglers.
Nicht nur, dass die beiden grund-, sätzlich verschiedenen Regelungsarten mit dem gleichen Gerät ausführbar sind, zählt zu den Vorteilen des kombinierten Drehzahlbegrenzungs-Drehzahleinstellhebels, sondern der Regler nach der Erfindung gibt auch weitere Einstellmöglichkeiten, da nunmehr nicht nur der Drehzahlwählhebel allein für die Anpassung des Reglers an einen bestimmten Betriebszustand zur Verfügung steht, sondern auch die Füllungsverstellung die Berücksichtigung besonderer Bedingungen im Betrieb als Drehzahleinstellregler erlaubt.
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Pumpenzylinderreihe zugeordnetem Verstellglied Verwendung, so wird der Reglerhebel gabelförmig ausgebildet und jeder seiner Schenkel mit einem der Mengenverstellglieder verbunden.
Einzelheiten des Aufbaues und der Wirkungsweise der Erfindung sind an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt eines an einer Einspritzpumpe angebauten Reglers, während Fig. 2 einen Querschnitt durch den gleichen Regler entlang der Linie li-lI der Fig. 1 darstellt. In beiden Figuren sind die Einzelheiten schematisch wiedergegeben.
Auf der Reglerwelle 1 sitzen in einem Nabenkörper 2 die Fliehgewichte 3, die die Axialverstellung der Reglermuffe 4 herbeiführen, sobald die Fliehkraft der Gewichte den Widerstand der Reglerfeder 5 überwindet, deren Wirkung durch den um die Achse 6'schwenkbaren einarmigen Spannhebel 6 auf die Reglermuffe übertragen wird. Die Hubbewegung der Reglermuffe wird durch den Reglerhebel 7 auf das Mengenverstellglied 8'der Einspritzpumpe 8 weitergeleitet. Entsprechend den in der Zeichnung dargestellten Verhältnissen ergibt eine Verschiebung des Mengeuverstellgliedes nach rechts eine Vergrösserung der Einspritzmenge, während durch eine Verschiebung nach links die eingespritzte Menge verringert wird.
Die Drehzahleinstellung des Reglers umfasst den Drehzahlwählhebel 9, der im Inneren des Reglergehäuses das Widerlager 10 für das freie, dem Spannhebel 6 abgekehrte Ende der Reglerfeder 5 trägt. Die Schwenk achse 17 des Drehzahlwählhebels 9 liegt im Abstand vom Befestigungsbolzen 18 der Reglerfeder o am Spannhebel 6, so dass eine Verstellung des Drehzahlwählhebeis 9 aus der gezeichneten Stellung, die der Einstellung"max. Drehzahl"entspricht, in die Richtung der Geraden A eine Verminderung der Spannung der Reglerfeder ergibt.
Im dargestellten Zustand liegt der Spannhebel 6 an einem Anschlag 11 an, dessen Lage derart gewählt ist, dass innerhalb des Leerlaufbereiches die Reglermuffe 4 durch die Reglerfeder nicht belastet wird. Der Reglerhebel 7 wird in diesem Bereich nur durch die relativ weiche Feder 13 gegen die Muffe gezogen, an der er sich mittels eines rippenartigen Fortsatzes 12 abstützt.
Die Lagerung des Reglerhebels 7 erfolgt in der Weise, dass seine Schwenkachse 14 exzentrisch zur Einstellwelle ISdesFüllungsverstelUiebels 16 liegt. Die beiden extremen Stellungen : kleinste bzw. grösste Füllung sind in Fig. 1 durch die mit B und C bezeichneten strichpunktierten Geraden dargestellt, B entspricht der Einste"ng kleinster Füllung, C der in der Zeichnung wiedergegebenen grössten Füllung.
Der Regler wirkt wie folgt : Entsprechend der Einstellung des Drehzahlwählhebels 9 und damit der Vorspannung der Reglerfeder 5 verschiebt sich die Muffe 4 so weit lldCh links, bis die durch die rotierenden Gewichte erzeugte Axialkraft der Reglerfeder und der Leerlauffeder 13 das Gleichgewicht hält. Wird nunetwa durch eine plötzliche Entlastung des Motors-dieses Gleichgewicht dadurch gestört, dass die Drehzahl des Motors ansteigt, so wird die Muffe durch die überwiegende Fliehkraft weiter nach links verschoben werden, bis die'durch die Verlängerung der Federn 5 und 13 erzeugte Kraft dieser Bewegung Einhalt gebietet. Dabei wird das obere Ende des Reglerhebels 7 nach links im Sinne einer Verkleinerung der Einspritzmenge bewegt. Durch die Verminderung der Einspritzmenge sinkt die Drehzahl des Motors und der eben beschriebene Vorgang beginnt in umgekehrter Reihenfolge abzulaufen.
Erst nach Erreichen einer dem neuen Belastungszustand entsprechenden Einstellung der Reglermuffe und damit des Mengenverstellgliedes wird wieder ein stationärer Zustand erreicht werden.
Jede Verstellung des Drehzahlwäl1lhebels 9 verändert die Federkraft am Spannhebel 6. Bei gleicher Belastung des Motors wird bei einer Verstellung des Hebels 9 in Richtung des Pfeiles D die durch die Reglerfeder auf die Muffe ausgeübte Kraft verringert und dadurch ebenfalls der stationäre Zustand gestört.
Die überwiegende Fliehkraftwirkung ergibt eine Bewegung der Muffe nach links, die ebenfalls eine Ver-
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minderung der Einspritzmenge bewirkt. Zufolge der Verminderung der nach rechts gerichteten Kraft auf die Muffe beginnt diese bei einer Drehzahlsteigung sich früher nach links zu bewegen, als dies bei der gezeichneten Ausgangsstellung"max. Drehzahl"der Fall wäre. Es ist somit dem gleichen Belastungszustand des Motors eine kleinere Drehzahl zugeordnet.
Wird von der Füllungsverstellung Gebrauch gemacht und der Hebel 16 aus der mit C bezeichneten Lage grösster Füllung in Richtung des Pfeiles E verstellt, so wird, da sich vorerst am Lauf des Motors nichts ändert, das obere Ende des Spannhebels 7 nach links wandern, da durch die Feder 13 die Rippe 12 gegen die Muffe 4 gedrückt wird und der Exzenter 14um die Welle 15 herum nach rechts gelangt. Die Verschiebung der Stange 8'nach links ergibt wiederum eine Verminderung der Einspritzmenge. In der Folge wird sich ein neuer stationärer Zustand einstellen, bei dem einer kleineren Belastung des Motors eine andere Drehzahl zugeordnet ist.
Durch den Anschlag 11 wird im Drehzahlregelbereich des leerlaufenden Motors die Wirkung der Reglerfeder 5 ausgeschaltet. Hiedurch hat der Regler bis zum Anliegen der Muffe am Spannhebel 6 lediglich die Feder 13 zu überwinden, wenn die Drehzahl plötzlich ansteigt. Geringe Drehzahlunterschiede ergeben jetzt zufolge der gegenüber der Reglerfeder 5 wesentlich weicheren Feder 13 die Einhaltung eines wesentlich kleineren Unempfindlichkeitsgrades, als wenn die Reglerfeder auch im Leerlauf wirksam wäre.
Bei der Einstellung des Reglers ist in folgender Weise vorzugehen : Findet der Regler als LeerlaufDrehzahlbegrenzungsregler für Feuerzeugmotoren Verwendung, so ist der Drehzahlwählhebel auf"max.
Drehzahl" einzustellen, welche Stellung durch einen meist einstellbaren Anschlag - der in der Zeichnung nicht dargestellt ist - festzulegen ist. Im Leerlauf ist die kleinste Füllung einzustellen, bei der der unbelastete Motor mit Sicherheit noch weiterläuft. Die zugehörige Stellung des Füllungsverstellhebels 16 ist nun als Leerlaufstellung zu markieren. Auch die zulässige maximale Füllungsmenge, welche z. B. der Stellung B des Hebels 16 entspricht, ist mittels eines nicht dargestellten Anschlages einstellbar.
Ist jedoch der Motor zum Betrieb bei bestimmten Nenndrehzahlen vorgesehen, so ist bei der Nenndrehzahl der Exzenter der Füllungsverstellung in jene Stellung zu bringen, in der der Motor bei der Nenndrehzahl die grösste Leistung abgibt. Diese Einstellung des Füllungsverstellhebels, die durch einen Anschlag markiert sein kann, wird während des Betriebes des Motors nicht mehr verändert.
Für den Fall, dass die Pumpenzylinder der Einspritzpumpe V- förmig in zwei Reihen angeordnet sind und für jede Reihe der Pumpenzylinder ein eigenes Mengenverstellglied vorgesehen ist, braucht der Reglerhebel 7 bloss gabelförmig ausgebildet sein. Jedes der beiden freien Enden der Hebelschenkel ist mit einem der beiden Mengenverstellglieder verbunden.
Wenn auch das dargestellte Anwendungsbeispiel der Erfindung besondere Vorteile mit sich bringt, nämlich Verminderung des Platzbedarfes durch die Verlegung der Reglerfeder neben den Fliehkraftregler und Verwendung senkrecht zur Reglerwelle verlaufender Übertragungshebel, wodurch der Regler in einem flachen, deckelförmigen Gehäuse Platz findet ; Lagerung jedes Einstellteils des Reglers unmittelbar im Reglergehäuse ; geringe Verstellwege am Drehzahlwählhebel und dennoch grosse Veränderung der Spannung der Reglerfeder ; Leerlaufregelung unter Ausschaltung der Reglerfeder durch eine weiche Zusatzfeder und dadurch Einhaltung eines kleinen Unempfindlichkeitsgrades im Leerlauf, stellt die wiedergegebene Anordnung dennoch nicht die einzige Ausführungsmöglichkeit des Erfindungsgegenstandes dar.
Es ist ohne wei- teres möglich, die beschriebenen Merkmale der Erfindung auch in Verbindung mit andern Bauelementen zu verwenden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Drehzahlregler für Einspritzbrennkraftmaschinen, bei dem die Reglerfeder liber linen Spannhebel auf die Reglermuffe einwirkt und die Hubbewegung der Reglermuffe durch einen weiteren Hebel (Reglerhebel) auf das Mengenverstellglied der Einspritzpumpe übertragen wird, wobei die beiden unabhängig voneinander verschwenkbaren Hebel senkrecht zur Reglerwelle liegen, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannhebel (6) unmittelbar, hingegen der Reglerhebel (7) in an sich bekannter Weise auf einem Exzenter am Reglergehäuse gelagert ist.