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Angleicheinrichtung für Verstellregler bei Einspritzbrennkraftmaschinen
Einspritzpumpen bekannter Bauweise haben die unerwünschte Eigenschaft, dass die pro Hub und Zylinder eingespritzte Kraftstoffmenge sich mit steigender Drehzahl vergrössert. Erfolgt nun die Begrenzung der Vollastmenge durch einen festen Anschlag, so steigt das abgegebene Drehmoment der Brennkraftmaschine mit steigender Drehzahl ebenfalls an. Dieser Anstieg ist für viele Anwendungsgebiete unerwünscht. Die Begrenzung der Vollastmenge durch einen festen Anschlag muss hiebei, entsprechend den ungünstigsten Bedingungen, nämlich unter Berücksichtigung der bei steigender Drehzahl vergrösserten Einspritzmenge, eingestellt werden.
Aus diesem Grunde ist für Fahrzeugmaschinen eine derartige Charakteristik des Drehmomentes sehr unerwünscht, da die Schalthäufigkeit vergrössert wird.
Für die Stationärmaschine mit veränderlicher Drehzahl ergibt sich der Nachteil, dass im Teildrehzahlbereich nicht das volle Drehmoment, das der Motor abgeben könnte, zu Verfügung steht.
Es wurden daher bereits Angleichvorrichtungen vorgeschlagen, welche in Verbindung mit Fliehkraftreglern die maximal im Zylinder einspritzbare Kraftstoffmenge und damit das vom Motor abgegebene Drehmoment in Abhängigkeit von der Drehzahl beeinflussen. Bei solchen bekannten Angleicheinrichtungen ist ein Federelement in Serie mit der Hauptregelfeder derart angeordnet, dass die Verstellkraft des Reglers über dieses Federelement übertragen wird. Bei hohen Drehzahlen ergibt sich nun infolge der höheren Fliehkräfte, eine grössere Regelkraft, wodurch dieses Federelement zusammengedrückt wird und auf diese Weise die Charakteristik des Reglers an die geforderte Charakteristik angleicht. Mit steigender Drehzahl wird nun auf diese Art die eingespritzte Brennstoffmenge zurückgenommen, wodurch sich die Angleichwirkung ergibt.
Da nun aber die Fliehkraft der Fliehgewichte mit dem Quadrat der Drehzahl zunimmt, ergibt sich bei den bekannten Angleicheinrichtungen, welche ein Federelement mit Linearcharakteristik verwenden, ein Federweg, welcher quadratisch zu- nimmt. Diese Charakteristik erscheint jedoch nicht zweckmässig, da sie die grösste Angleich- wirkung in dem Bereich hoher Drehzahlen verlangt und im Bereich kleinerer Drehzahlen nur beschränkt wirksam ist.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, den Federteller der Reglerfeder mit Schrägflächen auszubilden und ein. Schrägstellen des Federtellers zu ermöglichen, so dass beim ersten Kraftangriff nur eine Seite der Reglerfeder beansprucht wird.
Auf diese Weise kann auch eine gewisse Angleichwirkung erzielt werden, jedoch ist einerseits das für die Schrägstellung erforderliche Spiel des Federtellers nachteilig und man ist anderseits in der Wahl der Angleichcharakteristik beschränkt, da eben nur die Reglerfeder selbst mit ihrer bestehenden Charakteristik zur Verfügung steht. Abgesehen davon ist die Wirkung abhängig von der Drehlage, in welcher die Feder eingebaut ist,
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nun das angeschärfte Federende niedergedrückt wird oder die andere Seite der Feder. Überdies ist es überhaupt schwierig, die Anschärfung der Reglerfeder in einer Weise zu gewährleisten, dass . auch nur halbwegs die gewünschte Angleichwirkung erreicht wird.
Aus diesem Grunde haben sich solche Angleicheinrichtungen nicht bewährt.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, bei einer Angleicheinrichtung für Verstellregler für Einspritzbrennkr. aftmaschinen mit einem die angleichende Wirkung ausübenden, in Serie mit der Hauptreglerfeder angeordneten Federelement, diese Nachteile zu beseitigen und besteht im wesentlichen darin, dass das Federelement von einer Blatt- oder Scheibenfeder gebildet ist, welche sich nach Massgabe ihrer Durchbiegung am Federauflager anlegt. Das Federelement weist daher eine solche Charakteristik auf, dass es bei grösseren durchgeleiteten Kräften steifer ist als bei kleineren durchgeleiteten (Kräften, wobei sich die Steifigkeit des Federelementes nach Massgabe der Durchbiegung durch Abstützung am Federauflager erhöht.
Auf diese Weise wird nun die angleichende Wirkung der Angleicheinrichtung auf alle Drehzahlbereiche erstreckt und es wird in allen Drehzahlbereichen die pro Hub und Zylinder eingespritzte Kraftstoffmenge den Erfordernissen angepasst. Da die Angleichung durch
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ein gesondertes Federelement erfolgt, kann dieses Federelement unabhängig von der Hauptreglerfeder dimensioniert und ausgebildet werden und die Charakteristik dieses Federelementes kann unabhängig von der Hauptreglerfeder durch Formgebung des Federauflagers eingestellt werden.
Durch die Formgebung der Oberfläche des Federauflagers kann den Betriebserfordernissen Rechnung getragen werden und es kann die Oberfläche des Federauflagers nach einer entsprechend den Betriebsbedingungen empirisch geformten Kurve ausgebildet sein, so dass eine vollständige Angleichwirkung erzielt werden kann.
An Stelle der Blatt- oder Scheibenfeder kann auch eine Kegelfeder vorgesehen sein, deren Windungen sich nach Massgabe der Durchbiegung am Federauflager anlegen.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch veranschaulicht : Fig. 1 zeigt schematisch einen Drehzahlverstellregler mit einer von einem Federelement gebildeten Angleicheinrichtung. Fig. 2 zeigt das Federelement mit dem Federauflager nach Fig. 1 in grösserem Massstab. Fig. 3 zeigt eine Variante des Federelementes.
Bei der Anordnung nach Fig. 1 stellt 1 die Einspritzpumpenwelle, 2 den Fliehgewichtsträ- ger und 3 die an den Achsen 4 schwenkbaren, am Fliehgewichtsträger gelagerten Fliehgewichte 3 dar, welche über Winkelhebel 5 auf die Reglermuffe 6 wirken. über einen doppelarmigen Hebel 7, welcher um eine Achse 8 schwenkbar ist, wird die Bewegung der Reglermuffe 6 auf die Regelstange 9 übertragen. Die Reglerfeder 10 kann durch einen Drehzahlwählhebel 11 beliebig vorgespannt werden, wodurch die Drehzahl eingestellt werden kann. Über einen Federteller 12 wird die Kraft der Reglerfeder 10 auf eine mit der Reglermuffe 6 durch Kugellager 13 verbundene Kappe 14 übertragen. Ein Anschlag 15 begrenzt den Weg des Federtellers 12 und damit die maximal einspritzbare Brennstoffmenge.
Zwischen der Kappe 14 und dem Federteller 12 ist nun ein von einer Scheibenfeder 16 gebildetes Federelement eingeschaltet. Dieses Federelement ist in Serie zur Hauptregelfeder 10 angeordnet und wird daher nach Massgabe der durchgeleiteten Reglerkräfte durchgebogen. Bei höheren Drehzahlen sind die Fliehkräfte und damit die von der Muffe auf den Federteller 12 durchgeleiteten Kräfte grösser, so dass sich die Durchbiegung der Federscheibe 16 vergrössert
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nerung der Brennstoffmenge verstellt wird, wodurch die sich bei grösseren Drehzahlen ergebende vergrösserte Fördermenge der Einspritzpumpe ausgeglichen wird.
Die der Scheibenfeder 16 zugewendete Oberfläche des Federtellers 12 ist nun, wie Fig. 2 zeigt, als Federauflager 17 ausgebildet, gegen welches sich die Scheibenfeder 16 nach Massgabe ihrer Durchbiegung anlegt. Je nach der Formgebung dieses Federauflagers 17 verringert sich nun bei steigender Durchbiegung der Scheibenfeder 16 die wirksame Länge bzw. der wirksame Durchmesser derselben, so dass die Federung härter wird. Diese Federauflage 17 ist nach einer empirisch ermittelten Kurve geformt, welche die im Sinne einer Angleichung günstigste Charakteristik des Federelementes 16 ergibt.
Wie Fig. 3 zeigt, kann nun an Stelle der Federscheibe 16 auch eine Kegelfeder 18 vorgesehen sein, welche zwischen der Kappe 14'und dem Federauflager 17'des Federtellers 12 liegt. Auch hier legen sich die einzelnen Windungen nach Massgabe der von der Reglermuffe 6 auf den Fe- derteller 12 durchgeleiteten Kräfte am Federauflager 17'an, so dass die wirksame Länge der Feder sich bei höheren durchgeleiteten Kräften verringert. Auch hier kann wieder durch empirische Formgebung des Federauflagers 17'die angleì- chende Wirkung des Federelementes 18 den optimalen Betriebsbedingungen angepasst werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Angleicheinrichtung für Verstellregler bei Einspritzbrennkraftmaschinen mit einem die angleichende Wirkung ausübenden in Serie mit der Hauptreglerfeder angeordneten Federelement, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement von einer Blatt-oder Scheibenfeder f' gebildet ist, welche sich nach Massgabe ihrer Durchbiegung am Federauflager (17) anlegt.
2. Angleicheinrichtung für Verstellregler bei Einspritzbrennkraftmaschinen mit einem die an-
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ausübendenHauptreglerfeder angeordneten Federelement, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement von einer Kegelfeder (18) gebildet ist, deren Windungen sich nach Massgabe der Durchbiegung am Federauflager (17') anlegen.