Reguliereinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Fahrzeugantriebmaschinen. Die Erfindung bezieht sich auf eine Regu- liereinriehtung für Brennkraftmaschinen mit mehreren Drehzahlbereichen, insbesondere für Fahrzeug-Antriebmaschinen, bei welchen die Brennstoffzufuhr in jedem Drehbereich von einem Langhubregler, .das heisst einem Regler eingestellt wird, dessen gesamter Muffenhub erheblich grösser ist,
als zur maxi malen Veränderung der in die Maschinen zylinder pro Arbeitstakt eingespritzten Brennstoffmenge nötig ist. Dieser Regler besitzt einen Reglerhebel mit verstellbarem Drehpunkt und mehrere Reglerfedern, von denen jeweils eine dem Drehzahlbereich ent- prechende Anzahl auf die Reglermuffe wirkt.
Die Erfindung ist besonders zweckmässig für Fahrzeugmotoren mit einstellbarer (zum Beispiel elektriseher oder hydraulischer) Kraftübertragung.
Gemäss der Erfindung wird für jeden Drehzahlbereich der Drehpunkt des Regler hebels besonders eingestellt, zweckmässig durch ein vom Führerstand aus zu bedienen des Organ, so fdass :die dem Drehzahlbereich entsprechende Anzahl von Reglerfedern zur Wirkung kommt.
Bei Einspritzbrennkraftmaschinen kann -der Regler mittelst eines Servomotors auf das Regelorgan -der Brennstoffpumpe einwirken. Der Reglerhebeldrehpunkt kann dann von Hand, bei Fahrzeug-Antriebmaschinen :durch einen vom Servomotor unabhängigen, vom Führerstand aus gesteuerten Verstellkolben erfolgen.
Der -Servomotor und dieser Ver- stellkolben werden zweckmässig mittelst des selben Druckmittels bewegt. Wirkt auf den Verstellkolben neben dem Druckmittel noch eine von diesem unabhängige Hilfskraft, so kann in einfacher Weise erreicht werden"dass .die Drehzahl der Maschine sinkt, oder dass sie zum Stillstand gebracht wird, wenn der Druck .des Druckmittels nachlässt oder ver schwindet.
Die Reglerfedern können Vorspannung haben, damit der Muffenhub besser ausge- nützt und die Bauhöhe des Reglers kleiner wird. Zu diesem Zwecke können Führungen aus zylindrischen Rohren für die Regler federn vorgesehen sein, die an einem Ende Federteller tragen, und die am andern Ende mit Stellringen versehen sind, welche in Ver bindung mit festen Federtellern die Bewe gung der Führungen begrenzen.
Schliesslich kann der den Reglerhebel- drehpunkt verschiebende Kolben bei Ein spritzbrennkraftmaschinen mit einem Organ für die Verstellung des Brennstoffeinspritz- beginnes gekuppelt sein.
Die Zeichnungen stellen ein Ausführungs beispiel -der Reguliereinrichtung gemäss der Erfindung für eine Einspritzbrennkraftma- schine dar, und zwar bedeutet: Fig. 7 einen Schnitt durch einen Zentri- fugalregler und .einen Servomotor; Fig. 2 und 3 stellen verschiedene Feder- cliagramme idar.
Nach Fig. 1 besitzt der Zentrifugalregler 1 drei Federn 3, 4 und 5 und eine RegIer- muffe 2, in welche der Reglerhebel 6 ein greift, dessen Drehzapfen 7 von A über B und C bis nach D verstellt werden kann. Das linke Ende 8 des Hebels 6 ist mit dem nicht. gezeichneten Regelorgan -der nicht gezeich neten Brennstoffpumpe gekuppelt und be herrscht die Brennstoffzufuhr, das heisst ,die pro Arbeitstakt eingespritzte Brennstoff menge.
Der Punkt 8 kann .sich zwischen den beiden Endstellungen I und II bewegen. I entspricht der grössten, II der kleinsten Einspritzmenge bezw. der Absperrung der Brennstoffzufuhr.
Wenn der Drehpunkt 7 seine Höchststellung D einnimmt, spielt .die Reglermuffe 2 zwischen den Stellungen c und d, wenn der Punkt 8 zwischen den Stellungen I und II spielt und steht dabei unter der Wirkung aller drei Federn 3, 4 und .5. Steht der Drehpunkt 7 in der Zwi schenstellung C, so spielt die Muffe 2 zwi schen b und c, wenn der Punkt 8 zwischen I und II spielt. Die Muffe ist in .diesem Intervall von den beiden Federn 3 und 4 be lastet.
Wird der Drehpunkt nach Stellung B verlebt, so kann- die- Muffe sich zwischen <I>b</I> und a bewegen und ist jetzt nur von der Feder 3 belastet.
Es ist ersichtlich, dass die Reglermuffe für jede der iStellungen <I>B,</I> C und<I>D</I> einen andern Teilbereich des gesamten Reglerhubes bestreicht, dass die Federbelastung jedes mal eine andere ist und ;dass der Regler stets imstande ist, die .eingespritzte Brenn stoffmenge zwischen denselben Grenzwerten einzustellen, so,dass die Drehzahl vom Regler in jeder der drei Stufen auch bei schwan kendem Drehmoment an,der Maschinenwelle gehalten werden kann.
Wenn der Drehpunkt 7 in die Stellung A. verlegt wird, wird der Punkt 8 für jede Muffenstellung sofort nach II geführt, und die Maschine geht. auf niedrigste Drehzahl über, bezw. wird zum Stillstand gebracht.
Der Servomotor besitzt in einem Zylinder 10 einen Kolben 9, der mit .dem Punkt 8 und .damit mit dem Regelorgan der Brenn stoffpumpe gekuppelt ist. Ein Schieber 11 bewegt .sich in einer verstellbaren Büchse 12, -deren Steueröffnungen 13, 14 .durch Ka näle 15, 16 mit dem Zylinder 10 verbunden sind. Der Schieber 11 trägt Steuerflächen 17, 18, (die in Breite und Entfernung den Öff nungen 13, 14 entsprechen, so -dass sie diese verdecken können. Die Zufuhr des Druck mittels erfolgt durch die Öffnung 19, die Ab fuhr durch die Bohrung 20 und die Öff nung 21.
Im stationären Antrieb decken die Flä chen 17, 18 des,Schiebers 11 die Öffnungen 13, 14 der Büchse 12. Eine Bewegung der Reglermuffe aus der Gleichgewichtslage ver schiebt im ersten Augenblick den Drehpunkt 7 des PVeglerhebels 6 und den Schieber 11 ein wenig, so dass die Öffnungen 13, 14 frei werden.
Das Druckmittel bewegt dann sofort den Kolben so, dass der Schieber 11 und damit der Drehpunkt 7 in die Ausgangsstellung zu rückgebracht werden, und die resultierende Bewegung besteht folglich aus einer der ur sprünglichen Muffenbewegung entsprechen den Drehbewegung des Hebels um den Punkt -7. _s L, m den Drehpunkt 7 zu verlegen, wird die Büchse 12 verschoben. Hierdurch werden ebenfalls die Öffnungen 13, 14 freigelegt und der Druck des Druckmittels bewegt nun .den Kolben 9 so, dass der Schieber 11 und der Drehpunkt 7 die Verschiebung der Büchse 12 genau mitmachen.
Die Büchse 1.3 kann von Hand von ferne verstellt werden. Hierfür ist in einem Zylin der 26 ein Verstellkolben 22 vorgesehen, der durch einen Hebel 23 und einen Lenker 24 mit der Büchse 12 verbunden ist. Der Hebel ist in einem festen Lager 25 -drehbar. Durch Öffnungen 27 im Zylinder 26 wird auf bei den Seiten des Verstellkolbens Druckmittel von gleichem Druck zugeführt. Auf der un tern Seite ist eine weiche Feder 28 ange ordnet.
Tim .den Verstellkolben einstellen zu kön nen, ist die Zylinderwand mit einer Anzahl Ablauföffnungen 29, 30, 31 und 32 versehen, die paarweise derartig angebracht sind, dass die Entfernung der Oberkante ,der obern und der Unterkante der untern gleich der Kolben höhe ist. Je zwei zusammengehörige Öffnun gen 29, 30, 31, 32 sind durch Kanäle 33 mit einer ,durch einen kleinen Schieber 34 ab sperrbaren Bohrung 35 verbunden. In der ;gezeichneten Stellung ist der Schieber der Öffnungen 30 gehoben, und der Ablauf ist frei.
Der V erstellkolben wird :dann von :dem Druck des Druckmittels in der gezeichneten Stellung festgehalten. Sollte der Verstell kolben aus irgend einem Grunde ein wenig, zum Beispiel nach oben, sich verschieben, so wird die untere Öffnung frei, der Druck unten fällt, und :der Verstellkolben wird von dem Druck auf der Oberseite zurückgeführt.
Soll der Verstellkolben 22 verstellt werden, so wird durch den Schieber 34 die Bohrung 35 der Öffnungen 30 geschlossen, und mit- telstdes dazu gehörigen Schiebers wird :die Bohrung 35 eines andern Paares von Öff nungen freigelegt. Der Druck auf der einen Seite des Verstellkolbens 22 sinkt und der Verstellkolben 22 bewegt sich, bis er jene Öffnungen in der Zylinderwand überdeckt. Jedem Paar der Öffnungen 29 bis 32 ent spricht eine der Stellungen<I>A</I> bis<I>D</I> des Dreh punktes 7.
Zur Betätigung der Schieber 34 sind Kolben 36 angeordnet, die normalerweise von einer kleinen Feder 37 in der untern @Stel- lung gehalten werden, aber mittelst Zufüh rung von zum Beispiel Druckluft auf der untern Seite gehoben werden können. Die Druckluftzufuhr wird bei Fahrzeug-Antrieb- maschinen zweckmässig vom Führerstand aus beherrscht.
Statt druckluftgesteuerter Schie ber können auch elektromagnetische oder me chanische Fernsteuerapparate angeordnet sein, Die Feder 28 ist ohne Einfluss auf die Kolbenstellung, solange der Druck des Druck mittels anhält, aber wenn- der Druck ver schwindet, so wird sie den Kolben in eine oberste Lage führen, so :dass der Drehpunkt 7 die Stellung A einnimmt und die Maschine auf niedrigste Drehzahl übergeht bezw. zum Stillstand gebracht wird.
Nenn dasselbe Druckmittel, bei Maschi nen mit Druckschmierung Drucköl in den Zylinder 26 und in .den Servomotor einge führt wird, so hat man eine äusserst zuver lässige Sicherheitseinrichtung gegen Betriebs störungen, welche durch Versagen der Re gelung oder der Schmierung verursacht wer den.
Da die Stellung des Kolbens 22 immer dein zu verwendenden Drehzahlbereich :der Maschine entspricht, kann :die Kolbenstange 38 :den Brennstaffeinspritzbeginn einstellen, so :dass dieser bei grosser Drehzahl früher er folgt als bei kleiner.
Fig. 2 zeigt ein Federdiagramm für den Regler. Der Reglerhub ist,die Abszisse, die Federspannung die Ordinate. Die eine Feder 3 besitzt eine gewisse Vorspannung und :der Regler fängt beim Punkt x an zu arbeiten. Der Wirkungsbereich der Feder 3 allein ist :die Strecke xy. Im Punkt<I>y</I> fängt,die Feder 4 an zu wirken, sie ist zuerst spannungslos, aber :die :Spannung steigt allmählich.
Im Punkt z setzt auch die Feder 5 ein, ebenfalls mit der Anfangsspannung Null, und die Spannuni steigt allmählich bis zu dein Punkt v.
Für Maschine mit Stufenregelung wer den nur die kleinen Intervalle, die mit ab,, bf!c=, c2d bezeichnet sind, benötigt. Es ist ersichtlich, dass wenn man .diese Intervalle ausschneidet und zusammenfügt, wie auf Fig. 3 gezeigt, die Bauhöhe des Reglers be- deutend verkleinert werden kann. Dies wird dadurch erreicht, .dass nicht nur die erste Feder, sondern alle Federn eine Vorspannung haben. Zu diesem Z-,veck stützen sieh alle drei Federn oben gegen -feste Federteller 46, 47.
Die Feder 3 ist mit einer Vorspannung zwischen die Muffe 2 und den Federteller 46 eingebaut. Die Federn 4 und 5 sind zwischen den festen Federtellern 46 bezw. 47 oben und den beweglichen Federtellern 48, 49 unten eingebaut. Diese Federteller sitzen an zylindrischen Führungsrohren 50, 51, die oben Stellringe 52, 53 tragen. Diese @Stell- ringe begrenzen in Verbindung mit An schlagflächen auf den festen Federtellern 46, 47 die Bewegung der Führungsrohre 50, 51 nach unten.
Die urgespannten Längen der Federn 4, 5 sind etwas grösser als die grössten Entfernungen zwischen den Unterseiten der festen Federteller 46, 47 und .den Oberseiten der beweglichen Federteller 48, 49, so. dass die Federn etwas zusammengepresst werden müssen, um eingebaut werden zu können. Sie bekommen so die gewünschte Vorspannung und dann erhält der Regler ein Federdia gramm nach Fig. 3.
Durch die beschriebene Einrichtung wird erreicht, dass die von der Maschine erzeugte Leistung .dem Bedarf angepasst wird; bei kleinen Schwankungen des Fahrwiderstandes schlägt der Regler mehr oder weniger aus und ändert die Brennstoffzufuhr, so idass die Drehzahl der Maschine konstant, entspre chend -der Anzahl der wirksamen Regler federn, bleibt. Durch Verlegung des Regler hebeldrehpunktes kann die Maschine von einem Drehzahlbereich auf einen andern um geschaltet werden.