DE1125232B

DE1125232B - Regulator for the fuel-air mixture of internal combustion engines with external ignition

Info

Publication number: DE1125232B
Application number: DEB59310A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Heinrich Knapp; Dipl-Ing Heinz Hosentien; Dipl-Ing Manfred Frister
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1960-09-10
Filing date: 1960-09-10
Publication date: 1962-03-08
Also published as: GB918831A

Description

Regler für das Kraftstoffluftgetnisch von Einspritzbrennkraftmaschinen mit Fremdzündung Die Erfindung betrifft einen Regler für das Kraftstoffluftgemisch von Einspritzbrennkraftmaschinen mit Fremdzündung, bei dem als drehzahlabhängig verstellbares Glied der eine Teil einer aus einem Dauermagneten und einem in dessen Drehfeld angeordneten Kurzschlußanker gebildeten magnetischen Kupplung dient, deren anderer Teil durch die Brennkraftmaschine angetrieben ist, wobei die Drehverstellung des einen Teils zum Bewegen des Fördermengenvexstellgliedes der Einspritzpumpe dient, dessen Lage außerdem von der Einstellung einer in der Luftansaugleitung angeordneten Drosselklappe abhängig ist.Regulator for the fuel-air table of injection internal combustion engines with spark ignition The invention relates to a regulator for the fuel-air mixture of injection internal combustion engines with spark ignition, in which as speed-dependent adjustable member of a part one made of a permanent magnet and one in its Rotating field arranged short-circuit armature formed magnetic coupling is used, whose other part is driven by the internal combustion engine, the rotary adjustment one part is used to move the delivery rate adjusting element of the injection pump, its position also depends on the setting of one arranged in the air intake line Throttle valve is dependent.

Bei einem bekannten Regler dieser Bauart wird die Abhängigkeit der durch die Einspritzpumpe der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmenge von der Drosselklappenstellung durch eine Raumfläche erzielt, welche die Mantelfläche einer Steuerscheibe bildet, deren Drehlage durch die Stellung des Kurzschlußank,ers und deren axiale Lage durch die Stellung der Drosselklappe bestimmt wird. Die Anpassung der Raumffäche der Steuerscheibe an die von der Brennkraftmaschine geforderte Abhängigkeit der Kraftstoffmenge von der Drehzahl ist sehr umständlich. Die Herstellung dieser Raumfläche ist ziemlich kostspielig.In a known controller of this type, the dependence of amount of fuel supplied by the injection pump of the internal combustion engine the throttle valve position achieved by a spatial area, which is the lateral surface forms a control disk, the rotational position of which is determined by the position of the short-circuit tank, ers and the axial position of which is determined by the position of the throttle valve. The adaptation the area of the control disk to the dependency required by the internal combustion engine the amount of fuel on the speed is very cumbersome. The making of this Space is quite expensive.

Bei einem anderen ebenfalls bekannten Regler der eingangs beschriebenen Bauart soll die Abhängigkeit der Einspritzmenge von der Drosselklappenstellung durch Änderung der Kraftrichtung einer Feder erzielt werden. Dies ergibt jedoch nur eine unzureichende Anpassung an die von der Brennkraftmaschine geforderte Abhängigkeit der Kraftstoffmenge von der Drosselklappenstellung. Dabei ist vorgesehen, daß durch Variation des Luftspaltes sowie durch Änderung des elektrischen Widerstandes des Kurzschlußankers sowohl die Größe des auf diesen wirkenden Drehfeldmoments bei einer bestimmten Drehzahl als auch der Verlauf der Momentkurve über der Drehzahl verändert werden können.In another also known regulator of the one described at the outset The type of construction should be based on the dependence of the injection quantity on the throttle valve position Change the direction of force of a spring can be achieved. However, this only gives one insufficient adaptation to the dependency required by the internal combustion engine the amount of fuel from the throttle position. It is provided that by Variation of the air gap as well as by changing the electrical resistance of the Short-circuit armature both the size of the rotating field moment acting on this at a specific speed as well as the course of the torque curve over the speed changed can be.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, durch welche die von der Drosselklappenbewegung abhängige Verstellung des Fördermengenverstellgliedes der Einspritzpumpe in einfacher Weise und in möglichster Annäherung an die von der Brennkraftmaschine geforderte Abhängigkeit erzielt wird. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das auf den Kurzschlußanker einwirkende magnetische Feld des Dauermagneten abhängig von der Drosselklappenstellung veränderbar ist. Eine bevorzugte Ausführung dieser Lösung besteht darin, daß zur Änderung des wirksamen magnetischen Feldes des Dauermagneten die axiale Lage des Kurzschlußankers zum Dauermagneten veränderbar ist. Der magnetische Fluß durch den Kurzschlußanker ändert sich nämlich bei der axialen Verschiebung näherungsweise nach der Funktion y = 1: x und damit auch das auf den Kurzschlußanker wirkende Drehmoment. Dies kommt der Ab- hängigkeit der Fördermenge von der Drosselklappenstellung sehr nahe.The invention is based on the object of creating a device by means of which the adjustment of the delivery rate adjustment member of the injection pump, which is dependent on the throttle valve movement, is achieved in a simple manner and as closely as possible to the dependency required by the internal combustion engine. This object is achieved according to the invention in that the magnetic field of the permanent magnet acting on the short-circuit armature can be changed as a function of the throttle valve position. A preferred embodiment of this solution consists in that the axial position of the short-circuit armature relative to the permanent magnet can be changed in order to change the effective magnetic field of the permanent magnet. The magnetic flux through the short-circuit armature changes namely with the axial displacement approximately according to the function y = 1: x and thus also the torque acting on the short-circuit armature. This is the dependence of the flow rate of the throttle position very close.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ein Regler der eingangs beschriebenen Bauart schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Ansicht teilweise im Schnitt nach Linie 1-1 in Fig. 2, Fig. 2 eine Ansicht des Dauermagneten in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Kurzschlußanker in größerem Maßstab, Fig. 4 und 5 eine erste Abwandlung und Fig. 6 eine zweite Abwandlung der magnetischen Kupplung.In the drawing, as an embodiment of the subject matter of the invention, a controller of the type described above is shown schematically, namely Fig. 1 shows a view partially in section along line 1-1 in Fig. 2, Fig. 2 is a view of the permanent magnet in the direction of the Arrow A in Fig. 1, Fig. 3 shows a longitudinal section through the short-circuit armature on a larger scale, Fig. 4 and 5 a first modification and Fig. 6 a second modification of the magnetic coupling.

Eine nur teilweise dargestellte Kraftstoffeinspritzpumpe 1 für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine trägt auf dem freien Ende ihrer Antriebswelle 2 einen Flansch 3 aus nichtmagnetisierbarem Werkstoff. An diesem Flansch ist ein Ringmagnet 4 befestig' dessen vier Pole 5 von der Innenseite des Ringes ausgehend sich radial gegen die Ringachse erstrecken. Die inneren Enden der Pole bilden Mantelabschnitte eines Hohlkegels. Gleichachsig zum Ringmagnet 4 ist ein kegelförmiger Kurzschlußanker 6 angeordnet, der auf dem Ende einer Welle 7 sitzt.-Diese ist in einer Lagerstütze 8 und in einer Büchse 9 gelagert, die in einer Lagerstütze 10 längsverschiebbar angeordnet und gegen Drehen durch einen Stift 11 gesichert ist, der in eine Längsnut 12 der Büchse eingreift. Die Lagerstützen 8 und 10 sitzen auf einer mit der Einspritzpumpe zusammengebauten Grundplatte 13. An only partially shown fuel injection pump 1 for an internal combustion engine, not shown, carries a flange 3 made of non-magnetizable material on the free end of its drive shaft 2. A ring magnet 4 is fastened to this flange, the four poles 5 of which extend radially towards the ring axis, starting from the inside of the ring. The inner ends of the poles form jacket sections of a hollow cone. A conical short-circuit armature 6 is arranged coaxially to the ring magnet 4 and sits on the end of a shaft 7. This is mounted in a bearing support 8 and in a bushing 9 which is longitudinally displaceable in a bearing support 10 and is secured against rotation by a pin 11 , which engages in a longitudinal groove 12 of the sleeve. The bearing supports 8 and 10 sit on a base plate 13 assembled with the injection pump.

In dem hohlgebohrten Teil der Welle 7 ist ein Torsionsfederstab 14 angeordnet, dessen: eines Ende in der Welle 7 und dessen anderes Ende in einer Schraube 15 befestigt ist, die in die Büchse 9 eingeschraubt und durch eine Mutter 16 gesichert ist.In the hollow bored part of the shaft 7 a torsion spring bar 14 is arranged, one end of which is fastened in the shaft 7 and the other end in a screw 15 which is screwed into the bush 9 and secured by a nut 16.

Mit der Grundplatte 13 ist ein nicht dargestelltes Lager für eine Welle 18 verbunden, auf der zwei Kurvenscheiben 19 und 20 sitzen. Die Welle 18 ist - wie auf der Zeichnung angedeutet - mit einer Drosselklappe 21 gekuppelt, die in der Saugleitung 22 der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Eine Feder 23 ist bestrebt, die der Kurvenscheibe 19 zugekehrte Stirnfläche der Büchse 9 in Berührung mit der Scheibe 19 zu halten.A bearing, not shown, for a shaft 18 , on which two cam disks 19 and 20 are seated, is connected to the base plate 13. The shaft 18 is - as indicated in the drawing - coupled to a throttle valve 21 which is arranged in the suction line 22 of the internal combustion engine. A spring 23 tries to keep the end face of the sleeve 9 facing the cam disk 19 in contact with the disk 19.

An einem an dem Kurzschlußläufer 6 sitzenden Stift 24 ist eine Stange 25 angelenkt, die mit einem Winkelhebel 26 gelenkig verbunden ist, der um einen Zapfen 27 drehbar ist. Dieser Hebel greift mit einem Stift 28 an dem Stirnende des Fördermengenverstellgliedes 29 der Einspritzpumpe:1 an. Eine Feder 30 ist bestrebt, das Fördermengenverstellglied in ständiger Berührung mit dem Stift 28 zu halten.A rod 25 is articulated to a pin 24 seated on squirrel cage rotor 6 and is articulated to an angle lever 26 which is rotatable about a pin 27. This lever engages with a pin 28 on the front end of the delivery rate adjustment member 29 of the injection pump: 1. A spring 30 tries to keep the delivery rate adjusting member in constant contact with the pin 28.

Der Zapfen 27 sitzt an einer Stange 32, die in Lagern 33 und 34 verschiebbar ist. Unter der Wirkung der Feder 30 legt sich das dem Zapfen 27 abgewandte Ende der Stange 32 gegen den einen Arm eines auf einem Stift 37 gelagerten zweiarnügen Hebels 36, dessen anderer Arm auf der Kurvenbahn an der Kurvenscheibe 20 aufliegt. Der Stift 37 sitzt am einen Ende eines anderen zweiarmigen Hebels 38, der in einem Lager 39 schwenkbar angeordnet ist. Am anderen Ende des Hebels 38 greift ein Thermostat 40 an, der den Hebel in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine verstellt. Die Lager 33, 34, 39 sind in nicht dargestellter Weise mit der Grundplatte 13 fest verbunden.The pin 27 is seated on a rod 32 which is displaceable in bearings 33 and 34. Under the action of the spring 30 , the end of the rod 32 facing away from the pin 27 rests against one arm of a two-way lever 36 mounted on a pin 37 , the other arm of which rests on the cam 20 on the cam track. The pin 37 is seated at one end of another two-armed lever 38 which is pivotably arranged in a bearing 39. A thermostat 40 acts on the other end of the lever 38 and adjusts the lever as a function of the temperature of the cooling water of the internal combustion engine. The bearings 33, 34, 39 are firmly connected to the base plate 13 in a manner not shown.

Der Kurzschlußanker 6 ist, wie Fig. 3 zeigt, auf der Welle 7 axial verschiebbar angeordnet und dabei durch einen in eine Längsnut des Kurzschlußankers hineinragenden Stift 42 gegen Verdrehen gesichert. Dieser Stift sitzt in einer Büchse 43, die auf den im Durchmesser verringerten Endabschnitt 44 der Welle 7 geschoben ist und durch eine Mutter 45 gegen den mittleren Abschnitt von Bimetallstreifen 46 gedrückt wird, so daß die Bimetallstreifen an ihrem Mittelabschnitt fest eingespannt sind zwischen einer Schulter 47 der Welle 7 und dem dieser Schulter zugekehrten Ende der Buchse 43. Die Enden der Bimetallstreifen 46 sind am Kurzschlußanker durch eine Scheibe 48 festgespannt, die durch Schrauben 49 am Kurzschlußanker befestigt ist.As FIG. 3 shows, the short-circuit armature 6 is arranged axially displaceably on the shaft 7 and is secured against rotation by a pin 42 protruding into a longitudinal groove of the short-circuit armature. This pin sits in a sleeve 43 which is pushed onto the end portion 44 of the shaft 7 with reduced diameter and is pressed by a nut 45 against the middle section of bimetal strips 46 so that the bimetallic strips are firmly clamped at their middle section between a shoulder 47 the shaft 7 and the end of the bush 43 facing this shoulder. The ends of the bimetallic strips 46 are clamped to the short-circuit armature by a washer 48 which is fastened to the short-circuit armature by screws 49.

In dem Flansch 3 sind radiale Kanäle 50 vorgesehen, durch die bei der Drehung des Flansches Luft nach außen geschleudert wird. Die durch den Spalt zwischen dem Kurzschlußanker 6 und dem Ringmagnet 4 nachströmende Luft dient zur Kühlung des Kurzschlußankers. Diemit'einem Gewinde mit kleiner Steigung versehene Schraube 15 ermöglicht es, den Anfangsspalt zwischen dem Ringmagnet und dem Kurzschlußanker einzustellen. Die Schraube muß aber dabei jeweils um eine volle Umdrehung verstellt werden, damit der Stift 24 bei jeder Einstellung in dieselbe Drehlage gelangt.Radial channels 50 are provided in the flange 3 , through which air is thrown outward when the flange is rotated. The air flowing in through the gap between the short-circuit armature 6 and the ring magnet 4 serves to cool the short-circuit armature. The screw 15 provided with a thread with a small pitch makes it possible to adjust the initial gap between the ring magnet and the short-circuit armature. However, the screw must be adjusted by one full turn so that the pin 24 moves into the same rotational position with each setting.

Der beschriebene Kraftstoffluftgemischregler arbeitet wie folgt: Je nach der Höhe der Drehzahl der Brennkraftmaschine und damit der Einspritzpumpe, auf deren Antriebswelle 2 der Ringmagnet 4 sitzt, erzeugt dieser ein Drehfeld bestimmter Größe in Richtung des Pfeiles B in Fig. 2, das den Kurzschlußanker 6 mitzunehmen und dabei so weit zu verdrehen versucht, bis zwischen dem durch den Magneten auf den Kurzschlußanker ausgeübten Drehmoment und dem diesem Drehmoment entgegenwirkenden Drehmoment des Torsionsfederstabes 14 Gleichgewicht herrscht. Dabei stellt der Kurzschlußanker über die Stange 25 und den Hebel 26 das Fördermengenverstellglied 29 der Einspritzpumpe in eine bestimmte Lage.The air-fuel mixture control described works as follows: Depending on the amount of the rotational speed of the internal combustion engine and the injection pump, sits on the drive shaft 2, the ring magnet 4, it generates a rotating field of a certain size in the direction of arrow B in Figure 2, to take the short-circuit armature. 6 and trying to turn it until there is an equilibrium between the torque exerted by the magnet on the short-circuit armature and the torque of the torsion spring bar 14 counteracting this torque. The short-circuit armature sets the delivery rate adjusting member 29 of the injection pump in a certain position via the rod 25 and the lever 26.

Bei Änderung der Stellung der Drosselklappe 21 im Saugrohr 22 der Brennkraftmaschine in Richtung auf größere öffnung verschiebt die Kurvenscheibe 19 die Büchse 9 und damit auch über die Schraube 15 den Torsionsfederstab 14 und die Welle 7 den Kurzschlußanker 6 axial zum Ringmagnet 4, so daß ein größerer Spalt zwischen diesen die magnetische Kupplung bildenden Teilen 4 und 6 entsteht und das auf den Kurzschlußanker wirkende Drehmoment des Ringmagneten verringert wird. Der Torsionsfederstab 14 vermag nun den Kurzschlußanker entgegen der in Fig. 2 angegebenen Drehrichtung B des Magneten 4 zu verdrehen und über die Teile 25, 26 das Fördermengenverstellglied 29 in Richtung auf größere Einspritzmenge zu verschieben.When the position of the throttle valve 21 in the intake manifold 22 of the internal combustion engine is changed in the direction of a larger opening, the cam disk 19 moves the bushing 9 and thus also the torsion spring rod 14 and the shaft 7 via the screw 15, the short-circuit armature 6 axially to the ring magnet 4, so that a larger Gap arises between these parts 4 and 6 forming the magnetic coupling and the torque of the ring magnet acting on the short-circuit armature is reduced. The torsion bar spring 14 is now able to short-circuit against the anchor in Fig. 2 indicated direction of rotation B of the magnet 4 to rotate and the parts 25, 26 to move in the direction of greater injection quantity, the delivery quantity 29th

Die Kurvenscheibe 20 dient dazu, eine zusätzliche Beeinflussung der Fördermenge abhängig von der Drosselklappenstellung zu ermöglichen, und zwar durch Verschieben des Drehzapfens 27 des Hebels 26. Je nach Ausbildung der Kurvenscheibe kann dieses Verschieben in Richtung auf größere oder kleinere Menge erfolgen.The cam 20 is used to allow an additional influencing of the flow rate depending on the throttle valve position, by moving the pivot 27 of the lever 26. Depending on the design of the cam, this shifting can take place in the direction of a larger or smaller amount.

Durch den Thermostat 40 ist es möglich, die Fördermenge der Einspritzpumpe abhängig von der Temperatur der Brennkraftmaschine zu ändern und damit bei kalter Brennkraftmaschine dieser ein fetteres Kraftstoffluftgemisch zuzuführen. Zu diesem Zweck vermag der Thermostat 40 den Drehpunkt 37 des Hebels 36 zu verstellen.The thermostat 40 makes it possible to change the delivery rate of the injection pump as a function of the temperature of the internal combustion engine and thus to supply a richer fuel-air mixture when the internal combustion engine is cold. For this purpose, the thermostat 40 can adjust the pivot point 37 of the lever 36.

Da der Kurzschlußanker sich während des Betriebes erwärmt und dadurch der Widerstand seiner elektrischen Leiter abnimmt, verringert sich auch das auf ihn wirkende Drehmoment. Diese Abnahme wird durch die Wirkung der Bimetallstreifen kompensiert, die sich ebenfalls erwärmen und dabei den Kurzschlußanker so verschieben, daß der Spalt zwischen diesem und dem Ringmagneten abnimmt, wodurch das auf den Kurzschlußanker wirkende Drehrnoment sich erhöht.Because the short-circuit armature heats up during operation and thereby as the resistance of its electrical conductors decreases, so does that torque acting on him. This decrease is due to the action of the bimetal strips compensated, which also heat up and move the short-circuit armature in such a way that that the gap between this and the ring magnet decreases, whereby the on the The torque acting on the short-circuit armature increases.

Die magnetische Kupplung nach den Figuren 4 und 5 besteht aus einem Kurzschlußanker 51, der in diesem Falle auf der Antriebswelle 52 der Einspritzpumpe sitzt, sowie aus Hufeisenmagneten 53, 54, die auf einem axial verschiebbaren Träger 55 angeordnet sind. An dem Träger 55 sitzt ein dem Stift 24 entsprechender Stift 56 zur Übertragung der Bewegungen des Magnetträgers 55 auf das Förderinengenverstellglied der Einspritzpumpe. Die axiale Verschiebung des Trägers 55 erfolgt in Abhängigkeit von den Bewegungen der Drosselklappe entsprechend der oben beschriebenen Ausführungsform.The magnetic coupling according to FIGS. 4 and 5 consists of a short-circuit armature 51, which in this case sits on the drive shaft 52 of the injection pump, and of horseshoe magnets 53, 54 which are arranged on an axially displaceable carrier 55 . 56 on the carrier 55 is located a pin 24 of corresponding pin for transmitting the movements of the magnet support 55 to the Förderinengenverstellglied the injection pump. The axial displacement of the carrier 55 takes place as a function of the movements of the throttle valve in accordance with the embodiment described above.

In Fig. 6 ist eine magnetische Kupplung dargestellt, bei der ein Kurzschlußanker 60, der durch die Einspritzpumpe angetrieben wird, zwischen zwei Magnetpaaren 61 und 62 rotiert. Die Magnetpaare sind an Trägern 63 und 64 befestigt, die auf einer Achse 65 gelagert sind und durch je eine Stift-Schrägnutverbindung 66, 67 bzw. 68, 69 insgesamt um 1801 gegeneinander verdrehbar sind. 6 shows a magnetic coupling in which a short-circuit armature 60, which is driven by the injection pump, rotates between two pairs of magnets 61 and 62. The pairs of magnets are mounted on supports 63 and 64 which are mounted on an axle 65 and by a respective pin Schrägnutverbindung 66, 67 and 68, 69 are rotated against one another by a total of 1,801th

In der gezeichneten Lage der beiden Magnetpaare 61 und 62 wirkt das größte Drehmoment auf die durch die Achse 65 gekuppelten Magnetträger 63, 64. Bei einer Verstellung der beiden Magnetpaare um 180' gegeneinander durch Verschieben der Achse 65 wird dieses Drehmoment praktisch gleich Null. An dem Träger 63 ist ein dem Stift 24 entsprechender Stift 70 zur Übertragung der Drehbewegung der Träger 63, 64 auf das Fördermengenverstellglied der Einspritzpumpe vorgesehen. Die axiale Verschiebung der Achse 65 erfolgt in Abhängigkeit von den Bewegungen der Drosselklappe entsprechend der oben beschriebenen Ausführungsform.In the position shown of the two magnet pairs 61 and 62, the greatest torque acts on the magnet carriers 63, 64 coupled by the axis 65. When the two magnet pairs are adjusted by 180 ' relative to one another by moving the axis 65 , this torque is practically zero. On the carrier 63 , a pin 70 corresponding to the pin 24 is provided for transmitting the rotational movement of the carriers 63, 64 to the delivery quantity adjustment member of the injection pump. The axial displacement of the axis 65 takes place as a function of the movements of the throttle valve in accordance with the embodiment described above.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Regulator for the fuel-air mixture of injection internal combustion engines with external ignition, in which one part of a magnetic coupling formed from a permanent magnet and a short-circuit armature arranged in its rotating field serves as a speed-dependent adjustable member, the other part of which is driven by the internal combustion engine, the rotary adjustment one part is used to move the delivery rate adjustment member of the injection pump, the position of which is also dependent on the setting of a throttle valve arranged in the air intake line, characterized in that the magnetic field of the permanent magnet acting on the short-circuit armature can be changed depending on the throttle valve position.

2. Regulator according to claim 1, characterized in that to change the effective magnetic field of the permanent magnet, the axial position of the short-circuit armature to the permanent magnet can be changed. 3. Regulator according to claim 2, characterized in that the permanent magnet is hollow-conical and the short-circuit armature is correspondingly conical. 4. Regulator according to spoke 2 or 3, characterized in that the short-circuit armature is also axially displaceable on its axially displaceable shaft depending on the throttle valve position in accordance with a temperature-dependent member. 5. Regulator according to claim 4, characterized in that a bimetal member is arranged as a temperature-dependent member between the short-circuit armature and its shaft. 6. Regulator according to claim 1, characterized in that the magnetic field acting on the short-circuit armature is generated by two pairs of magnets which are arranged at least approximately coaxially to the short-circuit armature on its two end faces, and that to change the effective magnetic field, the mutual rotational position of the two Magnet pairs is changeable (Fig. 6). Considered publications: German Patent Specifications No. 842 311, 1 054 781.