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Regeleinrichtung für Kraftstoffeinspritzpumpen von Brennkraftmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für Kraftstoffeinspritzpumpen von Brennkraftmaschinen,
insbesondere von Fahrzeugantriebsmotoren, die mit veränderlicher Drehzahl laufen
und bei denen die Begrenzung der Einspritzmenge durch ein abhängig von der Maschinendrehzahl
verstellbares Regelglied (Muffe) entgegen der Kraft von Reglerfedern erfolgt, insbesondere
durch einen Fliehkraftregler mit einer das Fördermengenverstellglied der Einspritzpumpe
betätigenden Reglermuffe.
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Der Erfindung liegt die. Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung zu
schaffen, die es ermöglicht, eine ansteigende oder abfallende Fördermengenkennlinie
der Einspritzpumpe zu erreichen. Es sind Verstelleinrichtungen bekannt, die diese
Aufgaben lösen, die jedoch baulich einen sehr hohen Aufwand bedingen.
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Dieser Nachteil wird durch die Erfindung dadurch vermieden, daß zur
Übertragung der Bewegungen der Muffe auf das Fördermengenverstellglied in verschiedenen
Drehzahlbereichen verschiedene, voneinander unabhängige Übertragungsglieder dienen.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes
der Erfindung in jeweils verschiedenen Betriebsstellungen dargestellt. Dabei zeigen
F i g. 1 und 2 das erste Beispiel, F i g. 3 und 4 das zweite Beispiel; F i g. 5
und 6 zeigen Diagramme über die Abhängigkeit der Einspritzmenge D von der
Drehzahl N des ersten bzw. zweiten Beispiels.
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Das erste Ausführungsbeispiel (F i g. 1 und 2) zeigt einen Abschnitt
des Gehäuses P einer Einspritzpumpe mit einem Fördermengenverstellglied 2, das bei
»Stop«-Stellung in das Pumpengehäuse hineingeschoben und bei »Start« durch die Feder
13 aus dem Gehäuse herausgeschoben ist.
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Ein zweiarmiger Hebel 4 sitzt schwenkbar auf einem Zapfen
4a und liegt mit seinem einen Ende 4b auf der Stirnseite 3b der Muffe
3 eines Fhehkraftreglers R und mit seinem anderen Ende 4c auf dem Fördermengenverstellglied
2 auf. Der Zapfen 4a sitzt am Ende eines mit einem Nocken 6 verbundenen Hebels 15,
der seinerseits durch eine Bedienungswelle 5 gedreht werden kann.
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Ein einarmiger Hebel 1 ist um einen Zapfen 12 schwenkbar und trägt
eine Anschlagrolle 1b. Eine Zugfeder 11 ist bestrebt, die Anschlagrolle in Berührung
mit der Stirnseite 3b der Muffe zu halten. Der Lagerzapfen 12 kann parallel zu seiner
Achse verschiebbar und die Feder 11 kann in ihrer Spannung veränderbar sein.
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Im Innern der Muffe 3, die auf einem feststehenden Muffenzapfen 17
in Achsrichtung verschiebbar ist, werden durch einen rotierenden Mitnehmer R2 des
Reglers mehrere Kugeln R1 in Umlauf um die Reglerachse versetzt. Die Zentrifugalkraft
der Kugeln wirkt auf eine Kugelschale 3 a der Muffe 3 ein und versucht diese axial
zu verstellen. Mit der Muffe ist ein Anschlagbolzen 14 verbunden, der in
den hohlen Muffenzapfen 17 hineinragt und einen Anschlagbund 14a trägt. Auf dem
Anschlagbolzen sind axial verschiebbare Federteller 7 und 9 angeordnet, an denen
sich eine unter Vorspannung stehende Druckfeder 8 abstützt. Eine zweite, ebenfalls
vorgespannte Druckfeder 10 stützt sich einerseits an dem Federteller 9 und andererseits
am Muffenzapfen 17 ab.
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Das erste Ausführungsbeispiel wirkt wie folgt: Beim Anwerfen der Brennkraftmaschine
befinden sich die Muffe 3 und der doppelarmige Hebel 4 sowie das Fördermengenverstellglied
2 in der in F i g. 1 strichpunktiert gezeichneten Stellung, so daß zunächst ein
Überschuß an Kraftstoff eingespritzt wird (Stellung A o des Fördermengenverstellgliedes,
Einspritzmenge Do in F i g. 5). Innerhalb des Anwerfdrehzahlbereichs verhindert
die vorgespannte Druckfeder 13 eine Verschiebung des Fördermengenverstellgliedes.
Nach dem Anspringen der Brennkraftmaschine bewegen sich die Kugeln R1 nach außen,
verschieben die Muffe 3, und diese verschiebt über den Hebel 4 das Fördermengenverstellglied
2 in die in F i g. 1 mit voll ausgezogenen Linien dargestellte Stellung
Ar (Dr und Nr in F i g. 5)
zur Regelung des Leerlaufs. In
dem dazugehörigen Diagramm in F i g. 5 wird der Verlauf dieser ersten Phase durch
die Kurve e3 wiedergegeben, d. h., die Kurve verläuft zunächst eben und fällt
anschließend ab.
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Zur Einstellung der Vollasthöchstdrehzahl wird die Welle 5 mit dem
Nocken 6 und dem Hebel 15 samt dem daran angebrachten Zapfen 4a entgegen dem Uhrzeigersinn
gedreht, so daß die aus F i g. 2 ersichtliche Stellung erreicht wird, wobei das
Fördermengenverstellglied 2 in die Stellung A 1 auf größere Kraftstoffmenge geschoben
wird (entsprechend D 1 in F i g. 5). Diese Bewegung erlaubt es der Muffe, sich unter
der Einwirkung der Zentrifugalkraft der Kugeln so weit nach rechts zu verschieben,
daß der Anschlagbund 14a auf dem Federteller 7 mit der vorgespannten Feder 8 aufsitzt.
Sobald diese Stellung erreicht ist, bleibt die Muffe zunächst unverändert (Kurve
c l bis N1 bei der Einspritzmenge D1), und erst bei weiterer Erhöhung der Drehzahl
über N1 hinaus wird die Feder 8 zusammengedrückt, so daß die Muffe ihre Bewegung
nach rechts fortsetzt. Dabei steigt in F i g. 5 die Kurve cl zwischen
NI und N2 auf D2 an. Sobald die Feder 8 den Federweg x zurückgelegt hat,
ist ein weiteres Zusammendrücken dieser Feder nicht mehr möglich, weil die beiden
Federteller 7 und 9 aufeinander aufsitzen. Innerhalb des Drehzahlintervalls NI bis
N2 werden die Bewegungen der Muffe 3 über den einarmigen Hebel l und dessen Daumen
la auf das Fördermengenverstellglied 2 übertragen.
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Steigt die Drehzahl weiter von N2 auf N3, so kann innerhalb dieses
Drehzahlbereichs die Feder 8 nicht weiter zusammengedrückt werden, die Einspritzmenge
D2 bleibt unverändert. Auch die unter wesentlich stärkerer Vorspannung stehende
Feder 10 wird dabei noch nicht zusammengedrückt. Erst bei Überschreiten der Drehzahl
N3 gibt die Feder 10 nach, die Muffe setzt ihre Bewegung nach rechts fort,
und das Fördermengenverstellghed 2 wird über den zweiarmigen Hebel 4 in Richtung
»Stop« verschoben. Die Kurve Cl in F i g. 5 zeigt den Verlauf dieser beiden letzten
Phasen, d. h. ebener Verlauf zwischen N2 und N3 und abfallender Verlauf oberhalb
von N3.
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Die in F i g. 5 mit c2 bezeichnete Regelkennlinie wird durch eine
Einstellung des Zapfens 5 in eine Lage erreicht, die zwischen den in F i g. 1 und
2 dargestellten Lagen liegt. Dadurch wird der Hebel 4 so geschwenkt, daß er in dem
Bereich N1 und N2 die Übertragung der Muffenbewegung auf das Fördermengenverstellglied
2 übernimmt, während der Hebel 1 durch den Nocken 6 außer Wirkung gehalten ist,
weil seine Rolle 1 b nicht an der Muffe 3 anliegt. Bis zur Drehzahl N1 wird gemäß
c2 die Kraftstoffmenge D'1 gefördert, die kleiner ist als D 1, weil bei der aus
F i g. 2 ersichtlichen Lage des Anschlagbundes 14 a an dem Federteller 7 das Fördermengenverstellglied
2 eine mehr in Richtung »Stop« verschobene Lage einnimmt als in F i g. 2 bei A 1.
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Das zweite Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 und 4 weicht vom ersten
Beispiel im wesentlichen wie folgt ab: Der Zapfen 4a ist fest angeordnet, und die
Spannung, der Federn 8 und -10 kann verändert werden. Dies wird dadurch erreicht,
.daß der Federteller 7 durch einen Spannhebel 16 verstellbar ist. Am Spannhebel
16 sitzt außerdem noch der Nocken 6, der in der Leerlaufstellung der Bedienungswelle
5 den einarmigen Hebel 1 außer Wirkung setzt (F i g. 4). Die Federn 8 und 10 sind
nicht mehr im Innern des Muffenzapfens 17 eingebaut, sondern sind ebenfalls wie
der Anschlagbolzen 14 außerhalb angeordnet. Der hier nur als Führungsbolzen
dienende Anschlagbolzen 14 sitzt fest im Reglergehäuse R.
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Das zweite Ausführungsbeispiel wirkt wie folgt: Bei Leerlauf und bei
Vollasthöchstdrehzahl liegt prinzipiell dieselbe Wirkungsweise vor wie beim ersten
Ausführungsbeispiel. Dies ist aus einem Vergleich der Diagramme aus F i g. 5 (c3
und cl) und F i g. 6 (c3 und zusammengesetzte Kurve cl-cl'-c2') ersichtlich.
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Bei einer Betriebsstellung zwischen Vollasthöchstdrehzahl und Leerlauf
zeigen jedoch die beiden Ausführungsbeispiele ein völlig unterschiedliches Verhalten.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel (F i g. 1 und 2) kann die maximale Einspritzmenge
weitgehend verändert werden (s. in F i g. 5: D2, D'2), während eine Beeinflussung
der Höchstdrehzahl nur in sehr geringem Umfang möglich ist. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
(F i g. 3 und 4) ist dagegen die maximale Einspritzmenge D2 unveränderlich, während
die Höchstdrehzahl weitgehend variiert werden kann (F i g. 6 : N3, N'3).