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Regeleinrichtung für Kraftstoffeinspritzpumpen von Brennkraftinaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für Kraftstoffeinspritzpumpen
von Brennkraftmaschinen mit einem Drehzahlregler, welcher das Fördermengenverstellglied
der Einspritzpumpe bei steigender Drehzahl unter Überwindung einer im Sinne einer
Vergrößerung der Einspritzmenge wirkenden Federung im Sinne einer Verringerung der
Einspritzmenge verstellt, wobei ein willkürlich betätigbarer Abstellhebel einen
Mitnehmerhebel bewegt, welcher bei Bewegung in der einen Richtung das Förderinengenverstellglied
in die Nullstellung mitnimmt und bei Bewegung in der anderen Richtung das Fördermengenverstellglied
in die Höchstmengenstellung mitnimmt. Bei derartigen Regeleinrichtungen, bei welchen
die Verstellung des Fördermengenverstellgliedes im Sinne einer Vergrößerung der
Einspritzmenge durch eine vorgespannte Feder erfolgt, ist die Kraft dieser vorgespannten
Feder, welche im Sinne der Vergrößerung der Einspritzmenge auf das Förderinengenverstellglied
wirkt, durch die Bedingung begrenzt, daß die Verstellkraft des Reglers, auch wenn
sie bei Leerlaufdrebzahl ihren kleinsten Wert aufweist, ausreichen muß, um diese
Federkraft zu überwinden. Bei einem Fliehkraftregler darf beispielsweise die das
Fördermengenverstellglied im Sinne einer Vergrößerung der Einspritzmenge belastende
Federung nicht so stark sein, daß sie die Fliehgewichte zusammendrückt, da sonst
jede Regelung unmöglich wäre.
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Bei normalem Betrieb reicht nun die das Fördermengenverstellglied
im Sinne einer Vergrößerung der Einspritzmenge belastende Federung, auch dann, wenn
die Federkraft verhältnismäßig klein gewählt ist, aus, um das Fördermengenverstellglied
auf volle Brennstofförderung zu verstellen, wenn der Regler dies zuläßt, da solche
Fördermengenverstellglieder praktisch nahezu reibungsfrei arbeiten. Tritt jedoch
eine durch die Zähigkeit des Schmieröles in der Einspritzpumpe bei tiefen Temperaturen
bewirkte Hemmung auf, so ist die Wirksamkeit einer schwachen Federbelastung bereits
in Frage gestellt. Solche Hemmungen treten aber gerade beim Start auf, während sie
infolge der Erwärmung der Einspritzpumpe im Betriebszustand nicht mehr zu befürchten
sind. Gerade beim Start ist es aber unbedingt erforderlich> daß das Fördermengenverstellglied
auf größte Einspritzmenge verstellt wird.
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Solche Hemmungen können nun ohne weiteres durch eine Vergrößerung
der das Fördermengenverstellglied im Sinne einer Erhöhung der Einspritzmenge belastenden
Federkraft überwunden werden, Dies bedingt aber wieder eine Erhöhung der Verstellkraft
des Reglers und erfordert eine größere Dimensionierung des Reglers. Bei Verwendung
eines Fliehkraftreglers müssen beispielsweise die Fliehgewichte schwerer dimensioniert
werden, und es wird dadurch der gesamte Regler größer, schwerer und kostspieliger.
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Bei schweren Motoren, welche mit Druckluft angelassen werden, beispielsweise
bei Schiffsmotoren, ist es bekannt, einen Druckluftkolben vorzusehen, welcher beim
Startvorgang gleichfalls von Druckluft beaufschlagt wird und die Regelstange in
die der Startfüllung entsprechende Stellung drückt, so daß die Startfüllung am Ende
des Anlaßvorganges gewährleistet ist. Sobald nun der Motor auf die entsprechende
Tourenzahl gebracht ist, wird die Druckluft abgeschaltet, wobei gleichzeitig auch
die Beaufschlagting des auf die Regelstange wirkenden Druckluftkolbens entfällt
und die Regelstange freigegeben wird. Eine solche Maßnahme ermöglicht nun allerdings
auch bei tiefen Temperaturen, wenn also das Schmiermittel noch steif ist, eine sichere
Verstellung der Regelstange, jedoch ist eine solche Maßnahme nur bei Großmotoren,
bei welchen Druckluft für den Anlaßvorgang zur Verfügung steht, verwendbar.
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Es ist nun bereits eine Regelvorrichtung für Einspritzbrennkraftmaschinen
bekannt, bei welcher ein Hebel mit zwei Anschlägen des Förderinengenverstellgliedes
zusammenwirkt. Dieser Hebel wird über ein Gestänge oder einen Bowdenzug von einem
Handhebel betätigL Wenn der Handhebel sich in der Normalstellung befindet, so begrenzt
der mit den Anschlägen
zusammenarbeitende Hebel den Betriebsbereich
des Fördermengenverstellgliedes. In der Außerbetriebstellung drückt der Hebel das
Fördermengenverstellglied in die Nullstellung, und in der Stellung »anlassen« drückt
der Hebel das Fördermengenverstellglied in eine übermengenstellung. Bei einer derartigen
Ausbildung muß nun im Betrieb in allen Fällen der Handhebel auf die Norinalstellung
zurückgebracht werden, in welcher der mit den Anschlägen zusammenarbeitende Hebel
das Spiel des Förderinengenverstellgliedes begrenzt. Das Fördermengenverstellglied
wird hierbei im Sinne einer Erhöhung der Fördermenge nur dann mitgenommen, wennderHandhebelindieStellung»anlassen«verstellt
wird; ein Betrieb in dieser Stellung wäre unmöglich.
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Die Erfindung zielt nun darauf ab, diese Nachteile zu beheben und
eine Einrichtung zu schaffen, welche es ermöglicht, die Einspritzpumpe auch bei
kaltem Motor mit Sicherheit auf maximale Fördermenge zu bringen und dabei die Federkräfte
im Regler und damit den ganzen Regler möglichst klein zu bemessen. Die erfindungsgemäße
Regeleinrichtung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmerhebel
bei einer der Nulffüllung entsprechenden Stellung des Fördermengenverstellgliedes
mit diesem unter Vermittlung eines Kuppelgliedes kuppelbar ist und sich bei seiner
Verstellung im Sinne einer Vergrößerung der Einspritzmenge bei Erreichung der Höchstmengenstellung
des Fördermengenverstellgliedes von diesem entkuppelt. Auf diese Weise werden die
gerade beim Start auftretenden Hemmungen bei der Betätigung des Förderinengenverstellgliedes
mit Sicherheit überwunden, und es genügt daher, die im Sinne einer Vergrößerung
der Einspritzmenge auf das Fördennengenverstellglied wirkende Federung nur so stark
auszubilden, daß sie nach überwindung der ersten Hemmungen beim Start während des
Betriebes des Motors zur Verstellung des FördermengenversteUgliedes ausreicht. Die
durch die Erfindung ermöglichte Verringerung der auf das Fördermengenverstellglied
im Sinne einer Vergrößerung der Einspritzmenge wirkenden Federkraft ermöglicht nun
eine leichte und raumsparende Ausbildung des Reglers, was bei Fliehkraftreglern
in besonders vorteilhafter Weise zur Geltung kommt.
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Um eine Entkupplung des Mitnehmerhebels vom Fördermengenverstellglied
bei seiner Bewegung im Sinne einer Vergrößerung der Einspritzmenge automatisch zu
ermöglichen und um andererseits aber die Mitnahme des Fördermengenverstellgliedes
durch den Mitnehmerhebel zu gewährleisten, muß die zur Entkupplung erforderliche
Kraft entsprechend groß gewählt werden. Da die das Fördermengenverstellglied bei
kleinster Betriebsdrehzahl belastende Federkraft durch die Rückstellung des Reglers
bei kleinster Betriebsdrehzahl und bei völlig entspannter Reglerfeder begrenzt ist,
wird nun gemäß der Erfindung die gesamte Kraft, mit der beim Anlassen das Fördermengenverstellglied
in Richtung auf volle Füllung bewegt wird, um die Entkuppelkraft erhöht. Um diese
Entkuppelung zu gewährleisten, ist gemäß der Erfindung die Anordnung so getroffen,
daß der Mitnehmerhebel kraftschlüssig unter Wirkung einer Feder auf das Fördermengenverstellglied
im Sinne einer Vergrößerung der Einspritzmenge wirkt, daß die Kraft dieser Feder,
auf die Kuppelstelle reduziert, größer ist als die erforderliche Entkuppelkraft
und daß der die Höchstmengenstellung begrenzende Anschlag in an sich bekannter Weise
auf das Fördermengenverstellglied selbst oder auf einen von diesem nicht entkuppelbaren
Teil wirkt. Auf diese Weise ist die Gewähr geboten, daß die Entkupplung tatsächlich
stattfindet und daß das Fördermengenverstellglied nicht in der der größten Füllung
entsprechenden Stellung gehalten werden kann, da die den Mitnehmerhebel belastende
Feder die Kupplung zwischen dem Mitnehmerhebel und dem Förderinengenverstellglied
lösen muß.
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Zweckmäßig ist die Anordnung so getroffen, daß der Mitnehmerhebel
um die Achse eines in die Kraft-Übertragung von der Reglennuffe zum Fördermengenverstellglied
eingeschalteten doppelarnügen Hebels schwenkbar gelagert ist und mit einem federnden
Riegelbolzen in eine Rast des doppelarinigen Hebels eingreift, welche gleichzeitig
einen Endanschlag für die Bewegung des Mitnehmerhebels relativ zum doppelarmigen
Hebel im Sinne einer Verringerung der Einspritzmenge bildet.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels
schematisch veranschaulicht. Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch das Reglergehäuse;
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Reglergehäuses; Fig. 3 und 4 zeigen einen
teilweisen Längsschnitt durch das Reglergehäuse entsprechend Fig. 1, wobei
verschiedene Stellungen des Mengenregelgliedes dargestellt sind; Fig.
5 zeigt einen Schnitt nach Linie V-V der Fig. 3.
Im Reglergehäuse
1, welches in üblicher Weise an das Einspritzpumpengehäuse angesetzt ist,
ist auf der Welle 2, welche beispielsweise von der Pumpenwelle gebildet ist, der
Fliehgewichtsträger 3 angeordnet. Am Fliehgewichtsträger 3 sind die
Fliehgewichte 4 um Achsen 5 schwenkbar gelagert und wirken mit ihren Winkelhebeln
6 auf eine Nadel 7, die ihrerseits über ein Lager 8 mit der
Reglermuffe 9 verbunden ist. Die Regelfeder 10 ist gegen ein verschiebbares
Widerlager 11 abgestützt, welches durch einen Daumen 12 zum Zwecke der Drehzahlverstellung
verschoben werden kann. über eine Stange 13, welche bei 14 an einen doppelarmigen
Hebel 15 angelenkt ist, wird die Bewegung der Reglermuffe 9 auf die
bei 16 an den doppelannigen Hebel 15 angelenkte Regelstange
17
übertragen, welche das Fördermengenverstellglied bildet. Die Verstellung
der Regelstange 17 in der Richtung des Pfeiles 18 im Sinne einer Verringerung
der Einspritzmenge erfolgt von der Regehnuffe 9
zwangsschlüssig. Eine Verstellung
der Regelstange in Richtung des Pfeiles 19 ün Sinne einer Vergrößerung der
Einspritzmenge erfolgt kraftschlüssig unter der Wirkung einer die Regelstange
17 belastenden Feder 20, welche die Stange 13 in der Anlage an der
Reglermuffe 9 hält. Durch einen Anschlag 21 ist die Bewegung der Regelstange
17 im Sinne einer Vergrößerung der Einspritzmenge (Pfeil 19) begrenzt.
Durch einen Anschlag 22 ist die Bewegung der Regelstange 17 im Sinne einer
Verringerung der Brennstoffmenge (Pfeil 18) begrenzt.
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Die Feder 20 wirkt in gleicher Richtung wie die Reglerfeder
10, die Kräfte beider Federn addieren sich. Wenn die Feder 10 durch
den Daumen 12 der Drehzahlverstellung ganz entlastet wird, wirkt dann nur mehr die
Feder 20 allein und bestimmt die niederste Drehzahl des Motors.
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Der Wunsch, eine möglichst niedere Drehzahl mit einem Regler kleiner
Abmessung zu erreichen, erfordert
eine möglichst schwache Feder
20. Dem steht aber die geforderte Sicherheit beim Anlassen des kalten Motors entgegen.
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Hier setzt nun die Erfindung ein. Um zu gewährleisten, daß beim Start,
auch wenn infolge des zähen Schmieröles bei tiefen Temperaturen die Bewegung der
Regelstange 17 gehemmt ist, die Regelstange 17
in Richtung des Pfeiles
19 bis zum Anschlag 21 auf größte Füllung verschoben wird, ist ein Stellorgan
vorgesehen, welches in das Abstellgestänge eingebaut ist. Eine Stange
23 ist an einen Schwenkhebel 24 angelenkt, der über die Achse 25,
auf welcher der doppelarmige Hebel 15 frei schwenkbar sitzt, mit einem Mitnehmerhebel
26 drehsicher verbunden ist. Der Mitnehmerhebel 26 weist einen durch
eine Feder 27 belasteten Riegelbolzen 28 auf, welcher bei Verschwenkung
des Mitnehmerhebels 26 entgegen dem Uhrzeigersinn in eine Rast
29 des doppelarmigen Hebels 15 einschnappt. Die linke Begrenzung
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dieser Rast 29 ist so tief herabgezogen, daß sie einen Anschlag
bildet, welchen der Riegelbolzen 28 nicht überwinden kann.
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Bei einer Verschiebung der Stange 23 in Richtung des Pfeiles
18' wird über den Mitnehmerhebel 26 die Regelstange 17 auf
Nullfüllung verstellt, und der Motor wird abgestellt. Hierbei gelangt der doppelarnüge
Hebel 15 an den Anschlag 22, und der Riegelbolzen 28 rastet in die
Rast 29 ein. Diese Stellung ist in Fig. 3 und 5 dargestellt.
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Bei einer darauffolgenden Verschiebung der Stange 23 in Richtung
des Pfeiles 19' (Anlassen des Motors) wird über den Mitnehmerhebel
26 und den Riegelbolzen 28, welcher in der Rast 29 eingerastet
ist, die Regelstange 17 im Sinne des Pfeiles 19 auf größte Füllung
verschoben, bis sie an den Anschlag 21 anschlägt. Erst, wenn die für die Lösung
des Riegelbolzens 28 aus der Rast 29 erforderliche Entkuppelkraft
überschritten wird, schnappt der Riegelbolzen 28 aus der Rast 29 aus,
und der Mitnehmerhebel 26
gelangt wieder in die in Fig. 1 dargestellte
Stellung. Die Regelstange 17 ist nun frei durch die Regelmuffe
9
beweglich, verbleibt jedoch beim Start in der Stellung der größten Füllung.
Die Kraft der Feder 27 muß nun so groß bemessen sein, daß die für die Lösung
des Riegelbolzens 28 aus der Rast 29 erforderliche Entkuppelkraft
ausreicht, um auch die großen bei zähem Schmieröl auftretenden Hemmungen der Regelstange
17 zu überwinden. Diese Entkuppelkraft muß auf jeden Fall größer sein als
die auf die Kuppelstelle (Rast 29) reduzierte Rückstellkraft des Reglers
bei kleinster Betriebsdrehzahl.
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Fig. 2 zeigt nun, wie die Betätigung des Stellorgans 23 von
dem zur Abstellung und In-Betriebsbereitschaft-Stellung des Motors dienenden, durch
einen Hebel 31 angedeuteten Bedienungsgestänge abgeleitet ist. Das Bedienungsgestänge
nimmt in der In-Betriebsbereitschaft-Stellung die stark ausgezeichnete Stellung
31 und in der Stop-Stellung, welche die Abstellung des Motors bewirkt, die
strichpunktiert angedeutete Stellung 31' ein. In der Stop-Stellung
31' wird nun ein Nocken 32 so verdreht, daß er in die strichpunktiert
angedeutete Stellung32' gelangt. Ein an einem Fixpunkt 33 gelagerter Hebel
34 zieht die das Betätigungsorgan bildende Stange23 entgegen der Wirkung einer Feder
35 in Richtung des Pfeiles 18',
wobei der Mitnehmerhebel
26 seine obenerwähnte Funktion ausführt. Wird nun das Gestänge
31 in die voll ausgezeichnete Lage 31 verschwenkt, so gelangt der
Nocken 32 in die voll ausgezeichnete Stellung 32
und gibt den Schwenkhebel
34 frei. Die Feder 35
drückt nun kraftschlüssig das Stellorgan 23 in
Richtung des Pfeiles 19', wodurch, wie bereits früher erwähnt, die Regelstange
17 durch den Mitnehmerhebel 26 in Richtung des Pfeiles 19 verschoben
und der Entriegelbolzen 28 aus der Rast 29 entkuppelt wird. Um diese
Entkupplung zu gewährleisten, ist es lediglich erforderlich, daß die auf die Kuppelstelle
(Rast 29) reduzierte Kraft der Feder 35 größer bemessen ist als die
zur Lösung des Riegelbolzens 28 aus der Rast 29 erforderliche Entkuppelkraft.