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Reguliereinrichtung für Einspritzpumpen von Verbrennungsmotoren, insbesondere Fahrzeug-Dieselmotoren
Die Erfindung betrifft eine Reguliereinrichtung für Einspritzpumpen von Verbrennungsmotoren, ins- besondere Fahrzeug-Dieselmotoren. Als Regler für die Einspritzpumpe von Dieselmotoren, die zum An- trieb von Fahrzeugen dienen, werden vorwiegend Zentrifugalregler verwendet, entweder als Leerlauf- und
Endregler, sogenannte Füllungsregler, oder als Drehzahl-Verstellregler.
Beim Füllungsregler (Leerlauf- und Endregler) betätigt der Fahrzeugführer über einen grossen Bereich der Drehzahl direkt die Regelstange der Einspritzpumpe ohne jeden Einfluss des Zentrifugalreglers, von geringen Korrekturen, sogenannten"Angleichungen", abgesehen. Der Fahrer verändert also direkt die
Füllung der Einspritzpumpe und damit das Drehmoment des Motors. Solange das Fahrzeug mit dem Motor gekuppelt ist, genügt eine solche Regelung in den meisten Fällen. Bei abgekuppeltem Motor, bei kleiner Belastung, z. B. Fahrt im ersten Gang in der Ebene, und bei stark wechselnder Belastung, z. B. im Gelände, ist ein Konstanthalten der Drehzahl kaum möglich.
Beim Drehzahlverstellregler verändert der Fahrer entweder die Federspannung des Reglers, was relativ grosse Betätigungs-Kräfte erfordert, oder die Gestängelänge zwischen Regler und Regelstange. Der Fahrer wählt also im ganzen Drehzahlbereich die gewünschte Drehzahl. Die benötigte Pumpenfüllung wird vom Regler je nach Fahrwiderstand eingestellt. Diese Regler dürfen bei Erreichung der Höchstdrehzahl einen Ungleichförmigkeitsgrad von höchstens zirka lOb haben, damit der Motor im unbelasteten Zustand die Höchstdrehzahl nicht wesentlich überschreitet.
Aus konstruktiven Gründen ist damit meist auch der Charakter und der Ungleichförmigkeitsgrad des Reglers im Bereich zwischen Leerlauf- und Höchstdrehzahl gegeben, und man erhält einen Verstellregler, der in allen eingestellten Drehzahlen einen verhältnismässig kleinen Ungleichförmigkeitsgrad aufweist. Dieser relativ kleine Ungleichförmigkeitsgrad hat zwei Nachteile. Erstens ergeben sehr kleine Wege am Gaspedal sofortige Drehmomentänderungen von Vollast auf Leerlauf oder umgekehrt, und zweitens ergeben kleine Ungleichförmigkeitsgrade des Reglers bei Fahrzeugen mit mehreren Motoren, z. B. Triebwagen mit mechanischer Kraftübertragung oder mit hydraulischer Kraftübertragung und mechanischem Direktgang bei Durchmesserdifferenzen in den Radbandagen der Triebräder, sofort grosse Unterschiede in der Lastverteilung auf die einzelnen Motoren.
Der gleiche Nachteil ergibt sich auch bei Differenzen in der Reglercharakteristik der einzelnen Regler und bei Differenzen in den Kommandogeräten und den Gestängen zwischenKc'1lmandogerät und Einspritzpumpenregler.
Es sind auch Drehzahlregler bekannt, bei denen Federn (Rückführfedern) im Leerlaufbereich so wirken, dass im unteren Teil dieses Bereiches die Steifigkeit der Federn kleiner ist als indem daran anschliessenden oberen Teil des Leerlaufbereiches. Der Leerlaufbereich ist dadurch begrenzt, dass die Fliehgewichte an einem federbelasteten Anschlag anliegen. Innerhalb des Zwischendrehzahlbereiches (liegt zwischen dem Ende des Leerlaufbereiches und dem Beginn des Abregelbereiches) behalten die Reglergewichte ihre Stellung bei. Ändert sich die Drehzahl innerhalb des Zwischenbereiches, so kann die Füllung dieser Änderung nicht folgen. Eine Anpassung der Füllung an die verschiedenen Betriebszustände ist somit über den Regler so lange unmöglich, als die Drehzahl im Zwischenbereich liegt.
Erst nachdem die Drehzahl die Nenn- drehzahl (1000/0) übersteigt, wird durch die Fliehkraft der auf dem Anschlag lastende Federdruck überwunden. Die Fliehgewichte entfernen sich von ihrer Drehachse und bewirken eine Verstellung der Regelstange im Sinne geringerer Füllung.
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Wie bereits ausgeführt, behalten die Fliehgewichte im Zwischendrehzahlbereich ihre Lage bei, was den Nachteil mit sich bringt, dass innerhalb des Zwischendrehzahlbereiches die Füllung einer Änderung der Drehzahl nicht folgen kann. Dieser Nachteil wird vermieden, wenn erfindungsgemäss im gesamten
Drehzahlbereich bis zur Nenndrehzahl ein grosser Ungleichförmigkeitsgrad und bei Erreichung der Nenn- ; drehzahl ein plötzlicher Übergang auf einen kleinen Ungleichförmigkeitsgrad des Abregelbereiches durch eine Reglerkonstruktion mit besonders geartetem Verlauf der Zentrifugalkraftkurve C verwirklicht ist und dass in an sich bekannter Weise die willkürliche Drehzahl- und Laständerung im Verbindungsgestänge zwi- schen Regler und Regelstange erfolgt.
Die Lage der Fliehgewichte ist bei dem neuartigen Regler eine ein- deutige Funktion der Füllung (Drehzahl), die durch die bekannte Ausbildung nicht erreichbar ist. Durch den erfindungsgemäss ausgebildeten Regler werden somit die Mängel des Füllungsreglers und auch jene des normalen Verstellreglers vermieden.
Vorteilhaft kann der besonders geartete Verlauf der Zentrifugalkraftkurve C in Abhängigkeit vom ra- dialen Weg des Zentrifugalgewichtsschwerpunktes in an sich bekannter Weise durch ein gestuftes Feder- paket, durch eine Feder mit progressiver Charakteristik, z. B. Kegelfeder oder Feder mit ungleichen Win- dungsabständen, oder durch einen Regler mit in an sich bekannter Weise an Supports an der Reglerwelle
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wirken. Dabei ist die Möglichkeit gegeben, den ganzen Regelbereich von der Leerlauf- bis zur Abregel- drehzahl durch entsprechende Ausbildung des Federpaketes mit einer konstanten Übersetzung zwischen
Zentrifugalregler und Regelstange zu bewältigen oder aber das Federpaket einfacher zu gestalten und durch Veränderung der Übersetzung zwischen Zentrifugalregler und Regelstange während des Regelvorganges den gewünschten Reguliereffekt zu erzielen.
Beispielsweise wird die plötzliche Verkleinerung des Ungleich- förmigkeitsgrades im Drehzahlbereich über die Nenndrehzahl in an sich bekannter Weise durch einen zwei- ten Drehpunkt im Hebel des Übertragungsgestänges erreicht, derart, dass im Abregelbereich nur noch ein kleiner Teil des Reglerhubes ausgenutzt wird.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an Hand von Diagrammen und beispielsweisen Konstruktionsausführungen dargestellt.
In den Fig. 1 bis 3 sind verschiedene Regelkurven dargestellt. Fig. 4 zeigt die Ausführung einer Re- guliereiruichtung. Fig. 5 ist die dazugehörige C-Kurve. Fig. 6 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel, aber mit einer andern Lösung des Federsatzes gegenüber Fig. 5, Fig. 7 ist die C-Kurve zum Regler nach Fig. 6. Die Fig. 8 und 9 zeigen den Fig. 4 und 6 entsprechende Ausführungen der Reguliereinrichtung, aber mit zentraler Federanordnung. Die Fig. 10 und 11 veranschaulichen weitere Ausführungen, bei denen jedoch die Übersetzung vom Regler auf die Regelstange bei Erreichen der Nenndrehzahl plötzlich geändert wird, um im Abregelbereich den erwünschten kleinen Ungleichförmigkeitsgrad zu erzielen. Fig. 12 ist die C-Kurve (Zentrifugalkraftkurve) zum Regler nach Fig. 11.
In den Fig. 1 bis 3 sind die Regelkurven für die verschiedenen Regler dargestellt. Bei allen drei Figuren veranschaulichen die Kurven a-i verschiedene Stellungen des Gaspedals. Auf der Abszissen-Achse sind jeweils die Drehzahlen des Motors in % aufgetragen, zu der sich die Fahrzeuggeschwindigkeit proportional verhält. Auf der Ordinaten-Achse ist die Füllung ss bzw. der Regelstangenweg der Einspritzpumpe eingezeichnet ; proportional zur Füllung verhält sich das Drehmoment des Motors. Die Strecke auf der Abszissen-Achse von 0-30% entspricht dabei etwa dem Bereich der Leerlaufdrehzahl, diejenige von 30-100% etwa dem Hauptregelbereich und über 100% hinaus dem Abregelbereich.
In Fig. 1 sind die Regelkurven eines Leerlauf- und Enddrehzahlreglers gezeigt.
In Fig. 2 sind die Regelkurven eines normalen Verstellreglers eingetragen. Diese Kurven können für niedrigere Drehzahlen auch flacher verlaufen. Sie müssen aber immer gegen die Nenndrehzahl hin sukzessiv steiler werden, um im Abregelbereich den üblichen Ungleichförmigkeitsgrad von 5-10% zu erreichen.
Fig. 3 zeigt die Regelkurve des erfindungsgemässen neuen Reglers. Die punktiert gezeichneten Teile der Regelkurve können durch denRegelstangenanschlag blockiert sein, um die Rauchgrenze nicht zu überschreiten. Die Kurven brauchen nicht wie gezeichnet zu verlaufen, sie können gerade, gekrümmt oder geknickt sein.
In Fig. 4 ist im Reglergehäuse 1 die Reglerwelle 2 gelagert. Die Reglerwelle 2 trägt die Reglergewichte 3. Diese sind über die Hebel 4 und die Stangen 5 mit der Reglermuffe 6 verbunden, welche die Verstellkräfte der Reglergewichte 3 über den Verstellhebel 7 und die Lasche 8 auf die Regelstange 9 über- trägt ; Durch die Verschiebung der Regelstange 9 kann die Einspritzfördermenge zwischen Null upd der Maximalmenge verändert werden.
Die Regelstangenverschiebung kann sowohl willkürlich von aussen als auch durch den eigentlichen Fliehkraftregler erfolgen.. Im einen Fall geschieht die Verschiebung zwischen Regler und Regelstange,
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