DE1103076B

DE1103076B - Vorrichtung zur Beeinflussung der von einer Einspritzpumpe zu liefernden Brennstoffmenge fuer eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1103076B
Application number: DEK34011A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Staege; Dipl-Ing Rudolf Schenk
Original assignee: FAG Kugelfischer Georg Schaefer KGaA; Kugelfischer Georg Schaefer and Co
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1958-02-07
Filing date: 1958-02-07
Publication date: 1961-03-23
Also published as: FR1205389A; GB872902A; US3033186A

Description

Vorrichtung zur Beeinflussung der von einer Einspritzpumpe zu liefernden Brennstoffmenge für eine Brennkraftmaschine Bei Einspritzpumpen für Otto-Verbrennungsmotoren ist es bekanntlich erforderlich, die Brennstoffeinspritzmenge der Stellung der Drosselklappe, der Drehzahl des Motors und schließlich dem Druck und der Temperatur der atmosphärischen Luft sowie der Temperatur des Motors zuzuordnen. Zur Lösung dieser Aufgabe bedient man sich bereits solcher Vorrichtungen, bei welchen eine nach einer empirischen Gesetzmäßigkeit ermittelte Raumfläche in Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung und der Motordrehzahl in ihrer Stellung zu einem Taststift verändert wird. Die Raumfläche ist dabei über den Mantel einer in ihrer Grundform zylindrischen Formtrommel aufgetragen, wobei der von der Drehzahl des Motors abgeleitete Regelimpuls eine Drehverstellung und der von der Drosselklappenstellung- abgeleitete Regelimpuls eine Axialverstellung der Formtrommel bewirkt.
Zum Ausgleich derjenigen Einflüsse, welche sich für die Zusammensetzung des jeweils erforderlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches aus der Veränderung des Luftdruckes und der Lufttemperatur sowie der jeweiligen Temperatur des Motors ergeben, hat man bisweilen mehrere Meßgeber vorgesehen, deren Sammelimpuls in annähernd proportionalem Verhältnis in den Impuls des Formtrommelabtastorgans eingeleitet wird. Dabei wird durch den Sammelimpuls der Meßgeber der Schwenkpunkt eines zwischen dem Formtrommeltaststift und dem Regelstift vorgesehenen übertragungsorgans in Form eines Zwischenhebels und damit das Übertragungsverhältnis des Zwischenhebels zur Größe des Sammelimpulses der Meßgeber in ungleichförmigem Sinne verändert. Da der Sammelimpuls der Meßgeber in keinerlei proportionalem Zusammenhang mit dem vom Taststift der Formtrommel gegebenen Regelimpuls steht, ist eine für das jeweils erforderliche Kraftstoff-Luft-Gemisch zutreffende Mengenregelung nur über einen verhältnismäßig kleinen Regelbereich gegeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelvorrichtung zu schaffen, welche eine über den gesamten Regelbereich einwandfreie Mengenregelung für ein zutreffendes Kraftstoff-Luft-Gemisch gewährleistet. Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Beeinflussung der von einer Einspritzpumpe zu liefernden Brennstofftnenge für eine Verbrennungskraftmaschine, bei welcher die Dreh- und Axialstellung einer von einer empirisch ermittelten Gesetzmäßigkeit abgeleiteten, vorzugsweise auf einer in ihrer Grundform zylindrischen Formtrommel aufgetragenen Raumfläche zu einem mit ihr zusammenwirkenden Taststift durch die Motordrehzahl und die Drosselklappenstellung bestimmt ist und mittels verschiedener Meßgeber in Abhängigkeit von Druck und Temperatur der Außenluft sowie der Betriebstemperatur des Motors eine Korrektur der vom Taststift auf ein oder mehrere Regelglieder der Einspritzpumpe übertragenen Regelimpulse erfolgt, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der vom Formtrommeltaststift gelieferte Regelimpuls einerseits und der von den Meßgebern gelieferte Sammelimpuls andererseits die Dreh- und Axialstellung eines auf einen oder mehrere Regulierstifte einwirkenden Regulierkonus beeinflussen, über dessen Mantelfläche eine der Anzahl der Regulierstifte entsprechende Anzahl nach einer weiteren empirischen Gesetzmäßigkeit ermittelter räumlicher Steuerflächen aufgetragen ist. Auf diese Weise wird der von den Meßgebern gegebene Sammelimpuls in für ein zutreffendes Kraftstoff-Luft-Gemisch genau funktionellen Zusammenhang in den von der Drosselklappenstellung und der Motordrehzahl abgeleiteten Regelimpuls des Formtrommeltaststiftes eingeleitet. Mit der Möglichkeit, dem Regulierkonus mehrere Regulierstifte zuordnen zu können, ist den unterschiedlichen Ausführungsformen der Einspritzpumpen (z. B. Pumpen in V-, Boxer- oder Sternform) Rechnung getragen.
Erfindungsgemäß kann die Beeinflussung der Drehstellung des Regulierkonus durch den Sammelimpuls der Meßgeber über eine Zahnstange erfolgen, welche in ein auf der Regulierkonuswelle sitzendes Ritzel eingreift. Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Meßgeber zu einem gemeinsamen Druckstößel derart angeordnet sind, daß sich die Regelimpulse auf dem Druckstößel addieren. Dabei kann der Regelimpuls des von der Kühlwassertemperatur beeinflußten Meßgebers über einen gesonderten, auf die Druckstößel der übrigen Meßgeber einwirkenden Übertragungskörper in den Meßgebersammelimpuls eingeleitet werden. Der Übertragungskörper kann von einem in einen Zylinder übergehenden Konus gebildet sein, welcher senkrecht zwischen die Stößel der übrigen Meßgeber einsteht, wobei mit dem bei einer bestimmten Kühlwassertemperatur wirksam werdenden zylindrischen Bereich der Einfluß des von der Kühlwassertemperatur angeregten Meßgebers auf den Sammelimpuls der übrigen Meßgeber ausgeschaltet wird. Der Übertragungskörper kann erfindungsgemäß auf einem Schwinghebel gleitend geführt und an seiner mit dem Kühlwassertemperaturmeßgeber zusammenwirkenden Stirnfläche leicht kugelig ausgebildet sein.
Erfindungsgemäß kann die Beeinflussung der Axialstellung des Regulierkonus durch den Formtrommeltaststift über ein eine Längsverschiebung des Regulierkonus bewirkendes Hebelorgan erfolgen, dessen Schwenkachse in einem Verstellexzenter gelagert ist, wobei eine Verstellung des Exzenters die Fördermenge verändert. Die Verstellung des Verstellexzenters zum Zwecke einer höheren Brennstoffgabe beim Anlassen des in kaltem oder unterkühltem Zustand befindlichen Motors kann durch einen Hubmagnet erfolgen, welcher in den Anlasserstromkreis mit eingeschaltet ist.
In der nachstehenden Beschreibung ist die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1 und Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. 1.
Bei der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung werden die von der Drosselklappenstellung und der Motordrehzahl abgeleiteten Regelgrößen in bekannter Weise über eine durch einen Taststift 1 abgetastete Steuertrommel 2 in funktionellen Zusammenhang gebracht. Die Steuertrommel 2 weist eine nach einer empirischen Gesetzmäßigkeit ermittelte Mantelfläche auf, welche über einer Zylinderfläche aufgetragen ist. Die Drehstellungen der Steuertrommel 2 sind abhängig von der Drehzahl des Motors in der Weise, daß ein vom Motor angetriebener Kurzschlußläufer 3 ein Drehmoment auf einen Dauermagnetanker 4 ausübt, wobei das Drehmoment über ein Antriebsband 5 auf eine Trommel 6 übertragen wird, in deren Innerem sich eine Spiralfeder 7 befindet, mit welcher das Drehmoment ausgewogen wird. Das Gleichgewicht zwischen dem auf den Dauermagnetanker 4 ausgeübten Drehmoment und der Gegenkraft der Spiralfeder 7 wird nur bei Veränderung der Motordrehzahl aufgehoben, so daß sich bei einer solchen Änderung der Drehzahl eine Drehverstellung der Steuertrommelwelle 8 ergibt, auf welcher die Trommel 6 befestigt ist. Die nicht dargestellte, mit dem Gaspedal gekuppelte Leistungsdrosselklappe wirkt mittels verschiedener Übertragungsglieder, von welchen nur das mit 9 bezeichnete gezeigt ist, derart auf die Steuertrommel 2 ein, daß mit der Änderung der Drosselklappenstellung gleichzeitig eine Änderung der Steuertrommelaxialstellung bewirkt wird.
Da der von der Drosselklappenstellung und der Motordrehzahl abhängige Taststiftimpuls die für ein jeweils zutreffendes Kraftstoff-Luft-Verhältnis wichtigen Einflußgrößen, wie den Druck und die Temperatur der Außenluft sowie die Temperatur des Kühlwassers unberücksichtigt läßt, ist eine Korrektur dieses Impulses durch die vorgenannten Einflußgrößen erforderlich. Zu diesem Zweck wird der vom Taststift 1 gegebene Regelimpuls und ein von den übrigen Regelgrößen abgeleiteter Sammelimpuls in einen der Funktion der Formtrommel 2 entsprechenden Regulierkonus 10 eingeleitet, wobei der Regulierkonus 10 vom Taststiftimpuls in seiner Axialstellung und vom Sammelimpuls der Meßgeber in seiner Drehstellung beeinflußt wird. Die über den Regulierkonus 10 in funktionellen Zusammenhang gebrachten Regelimpulse werden schließlich auf zwei mit dem Regulierkonus 10 zusammenwirkende Regelstifte 11 übertragen. Zu diesem Zweck sind über den Mantel des in seiner Grundform kegelstumpfförmigen Regulierkonus 10 zwei den Regulierstiften 11 für die Einspritzpumpe zugeordnete, nach einer empirischen Gesetzmäßigkeit ermittelte Raumflächen 12 aufgetragen.
Die vom Luftdruck, der Lufttemperatur und der Kühlwassertemperatur beeinflußten Meßgeber 13, 14 und 15 sind in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, wobei jedem der Meßgeber eine besondere, mit der Außenluft in Verbindung stehende bzw. vom Kühlwasser durchflossene Kammer zugeordnet ist. Die von der Kühlwassertemperatur bzw. der Lufttemperatur beeinflußten Meßgeber 13 und 14 bestehen aus je einem Bimetallschadensatz, während der vom Luftdruck beeinflußte Meßgeber 15 von einem barometrischen Dosensatz gebildet ist. Die Verstellbewegungen der vom Luftdruck und der Lufttemperatur beeinflußten Meßgeber 14 und 15 finden bereits in der Richtung eines Druckstößels 16 statt, wobei der Stößel 22 des Meßgebers 14 über einen besonderen übertragungskörper 18, welcher auf einem bei 19 gelagerten Schwinghebel 20 gleitend geführt ist, auf den Druckstößel einwirkt. Der Stößel 17 des von der Kühlwassertemperatur beeinflußten Meßgebers 13 kann den Übertragungskörper 18 gegen die Wirkung einer Schraubenfeder 21 verschieben, wodurch die Auflagepunkte der den Meßgebern 14 und 15 zugehörigen Stößel 22 und 23 auf dem Übertragungskörper 18 voneinander entfernt werden, weil der Übertragungskörper 18 in seinem zur Achse 19 des Schwinghebels 20 gerichteten Teil konisch ausgebildet ist. Die konische Außenfläche 18 a des Übertragungskörpers 18 geht in eine zylindrische Außenfläche 18 b über. Hat nun der Motor die erforderliche Betriebstemperatur erreicht und der Stößel 17 des von der Kühlwassertemperatur angeregten Meßgebers 13 damit einen bestimmten Verstellweg zurückgelegt, so führt eine weitere Verschiebung des nunmehr mit seiner zylindrischen Außenfläche 18b wirksam werdenden Übertragungskörpers 18 keine zusätzliche Bewegung des Druckstößels 16 mehr herbei. Damit die freie Schwenkbarkeit des Schwinghebels 20 unter der Einwirkung des Stößels 17 nicht beeinträchtigt wird, ist der Übertragungskörper 18 an seiner mit dem Stößel 17 zusammenwirkenden Stirnfläche 18 c leicht kugelig ausgebildet.
Der von den Meßgebern 13, 14 und 15 beeinflußte Druckstößel 16 wirkt auf eine unter der Wirkung einer Druckfeder 31 stehende Zahnstange 24 ein, welche in ein auf der Regulierkonuswelle 25 sitzendes Ritzel 26 eingreift, so daß der Regulierkonus 10 bei einer Bewegung des Druckstößels 16 in seiner Drehstellung verändert wird. Der Einwirkung des Formtrommeltaststiftes 1 auf den Regulierkonus 10 ist ein Übertragungsorgan in Form eines zweiarmigen Hebels 27 zwischengesetzt, dessen Schwenkachse 28 innerhalb eines Verstellexzenters 29 liegt. Durch Verstellen des Verstellexzenters 29 aus der Nullstellung heraus wird eine Lageveränderung der Hebelschwenkachse 28 und damit eine Überlagerung des von den Regulierstiften gegebenen Regelimpulses um eine unveränderliche Regelgröße zum Zwecke einer höheren Brennstoffgabe bewirkt. Die Betätigung des Verstellexzenters 29 erfolgt in an sich bekannter Weise durch einen Hubmagneten 30, der beim Anlassen des in kaltem Zustand befindlichen bzw. unterkühlten Motors in den Anlasserstromkreis mit eingeschaltet wird.

Claims

PATENTANSPROCHE: 1. Vorrichtung zur Beeinflussung der von einer Einspritzpumpe zu liefernden Brennstoffmenge für eine Verbrennungskraftmaschine, bei welcher die Dreh- und Axialstellung einer von einer empirisch ermittelten Gesetzmäßigkeit abgeleiteten, Vorzugsweise auf einer in ihrer Grundform zylindrischen Formtrommel aufgetragenen Raumfläche zu einem mit ihr zusammenwirkenden Taststift durch die Motordrehzahl und die Drosselklappenstellung bestimmt ist und mittels verschiedener Meßgeber in Abhängigkeit von Druck und Temperatur der Außenluft sowie der Betriebstemperatur des Motors eine Korrektur der vom Taststift auf ein oder mehrere Regelglieder der Einspritzpumpe übertragenen Regelimpulse erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Formtrommeltaststift (1) gelieferte Regelimpuls einerseits und der von den Meßgebern (13, 14, 15) gelieferte Sammelimpuls andererseits die Dreh- und Axialstellung eines auf einen oder mehrere Regulierstifte (11) einwirkenden Regulierkonus (10) beeinflussen, über dessen Mantelfläche eine der Anzahl der Regulierstifte (11) entsprechende Anzahl nach einer weiteren empirischen Gesetzmäßigkeit ermittelter räumlicher Steuerflächen (12) aufgetragen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung der Drehstellung des Regulierkonus (10) durch den Sammelimpuls der Meßgeber (13, 14, 15) über eine Zahnstange (24) erfolgt, welche in ein auf der Regulierkonuswelle (25) sitzendes Ritzel (26) eingreift.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßgeber (13, 14, 15) zu einem gemeinsamen Druckstößel (16) derart angeordnet sind, daß sich die Regelimpulse auf den Druckstößel (16) addieren.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelimpuls des von der KühlwassertemperaturbeeinflußtenMeßgebers (13) über einen gesonderten, auf die Druckstößel (22, 23) der übrigen Meßgeber (14, 15) einwirkenden Übertragungskörper (18) in den Meßgebersammelimpuls eingeleitet wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungskörper (18) von einem in einen Zylinder (18 b) übergehenden Konus (18a) gebildet ist, welcher senkrecht zwischen die Stößel (22, 23) der übrigen Meßgeber (14, 15) einsteht, wobei mit dem bei einer bestimmten Kühlwassertemperatur wirksam werdenden zylindrischen Bereich (18 b) der Einfluß des von der Kühlwassertemperatur angeregten Meßgebers (13) auf den Sammelimpuls der übrigen Meßgeber (14,15) ausgeschaltet wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungskörper (18) auf einem Schwinghebel (20) gleitend geführt und an seiner mit dem Kühlwassertemperaturmeßgeber (13) zusammenwirkenden Stirnfläche (18c) leicht kugelig ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung der Axialstellung des Regulierkonus (10) durch den Formtrommeltaststift (1) über ein eine Längsverschiebung des Regulierkonus (10) bewirkendes Hebelorgan (27) erfolgt, dessen Schwenkachse (28) in einem Verstellexzenter (2ß) gelagert ist, wobei eine Verstellung des Exzenters die Fördermenge verändert. B. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Verstellexzenters (29) zum Zwecke einer höheren Brennstoffgabe beim Anlassen des in kaltem oder unterkühltem Zustand befindlichen Motors durch einen Hubmagnet (30) erfolgt, welcher in den Anlasserstromkreis mit eingeschaltet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 886828; schweizerische Patentschrift Nr. 212 908; britische Patentschrift Nr. 604597; »The Autocar« vom 25.10. 1957, S. 652. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1040 316.