DE1751237A1

DE1751237A1 - Kraftstoffregelvorrichtung

Info

Publication number: DE1751237A1
Application number: DE19681751237
Authority: DE
Inventors: Phipps Jack R
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1967-04-28
Filing date: 1968-04-25
Publication date: 1971-09-30
Also published as: US3411412A; GB1217064A; FR1565083A

Description

'The Bendix Corporation, bisher Building, Detroit, Michigan, UUa

Kraftstoffregelvorrichtung

In der älteren Patentanmeldung B 94515 Ia/461)2 ist eine Vorrichtung zum Hegeln einer Kraftstoffzumeßanordnung einer Brennkraftmaschine bezüglich Dichte und Viskosität des der Maschine zugeführten Kraftstoffes beschrieben, welche in einem Gehäuse eine Kraftstoffdurchflußkammer mit Einlaß- und Auslaßkanälen, ein (ilied, welches eine laminare Strömungsbeschränkung in der Kammer bildet und diese in zwei mit den Einlaß- und auslaßkanälen in Beziehung stehende Durchflußkammerteile unterteilt, eine in dem Auslafikanal eine turbulente Strömungsbeschränkung bildende Öffnung, einen Regler zum Regeln des Druckunterachiedes über die laminaren und turbulenten Strömungsbeschränkungen und auf den Druckunterschied über die laminare

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Strömungsbe schränkung zu einer entsprechenden Betätigung der 'Kraftstoffaumeßanordnung ansprechende Mittel aufweist.

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf Verbesserungen und aieht einen Kompensator für die Dichte und Viskosität desKraftstoffes mit einem verhältnismäßig einfachen, aber genau geformten, laminaren Strömun&skanal vor, welcher mit geringen Schwierigkeiten zur Aufrechternaltung der erforderlichen Tolleranzen hergestellt und leicht und genau geeicht und gesteuert werden kann·, um die genau Kraftstofflieferung zu der Maschine ungeachtet von Änderungen in der Viskosität eines besonderen Kraftstoffes oder Verschiedenheiten in der Dichte und Viskosität von dem einen Kraftstoff au einem anderen zu erhalten, und welcher die iüchung beibehält und ein bestes Arbeiten bei einer langen Zeitdauer ohne eine weitere Einstellung oder Wartung ergibt.

Zu diesem Zweck ist die vorliegende Erfindung insbesondere dadurch gekennaei ahnet, daß die laminare Stromungsbeschränkung aus einer ringförmigen, zwischen dem Außenumfang des G-Ii ed es und dem Innenumfang der Durchflußkammer vorgesenenen Beschränkung besteht, und daß die auf den Druckunterschied über der laminaren Strömungsbeschränkung ansprechenden Mittel eine einzelne, mit einer Stange fest verbundene bewegliche Wand enthalten, welche sich durch eine Öffnung des Gehäuses erstreckt und die Kraftstofizumeßanordnung betätigt.

Auf der Zeiohnimg ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.

BAB

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Pie· 1, 2 und 3 sind ^ersclmitte durch drei verschiedene Ausfuhrungsformen der Kraftstoffregelvorrichtung nach der Erfindung,

Bei JJi₆Ur 1 ist eine Kraitstoifkompensier- oder Ausgleichsvorrichtung 10 mit einem Seetange 12 einer nicht dargestellten Kraftstoff zumeiBpumpe verbunden, und das Gestänge ist durch einen Hebel-"14 mit einer gesenwindigkeitsabhängigen Steueranordnung verbunden. Der Hebel 14 ist Hat eineiii Steuerelement oder einer ■anscLlakplatte 16 durch eii.e Ivocke 16 verbunden, welche schwenk- " bar an dem Hebel 14 durch einen Stift 20 angeordnet ist. Die - Platte 16 wirkt als ein Anschlag £.ur Begrenzung der maximalen Leistung der Kraftstoffpumpe, wobei die bei der Anordnung verwendete Art von Pumpe von bekannter Ausfährungsform ist, wobei der Kraltstofz in einer mehrzahl von Zylindern durch hin- und hergehende Kolben beinessen und zu den Uo tor zylindern unter . hohen. iJr UCk geliefert und direkt in die Verbrennungskammer des ^o tors entladen wird» Die Ausführungsform der in Jigur 1 dar_&e3t-ellten ausgleichsvorrichtung fär die Kraftstoff dichte enthält ein u-eiiäuse 30 mit einem init einer KraftstoffgLuelle verbundenen Kraftstoffeinlaßkanal 32 und einem mit einer &blluüleitung von aer Kraltstoif^uii.ei?puiEpe verbundenen KraftstoiiauslaJßkanal 34» Das &ehäuse 30 ist ferner mit einer zylindrischen Kammer 36 versehen, welche mit dem Jäinlaßkanal 32 durch einen Kanal 38 und einen Druckregler 40 und mit dem AuslaiSkanal 34 durch einen Karal 42 verbunden ist_o Eine Öffnung _λ* 44, welche als eine feststehende turbulente Stroaungsbeschränkung wirkt, ist in dem Auslaßkanal in der Sähe der Kammer 36·

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angeordnet. Ein im Durchmesser etwas kleinerer Kolben 50 als die Kammer 36 bildet in Verbindung mit den Seitenwänden der Kammer eine ringförmige, laminare Strömungsbeschränkung und bewegt sich in der Kammer hin und her infolge von Veränderungen in dem Differential von den Drücken in Abschnitten 36A und 36B der Kammer unter und über dem Kolben, wie aus I'ig. 1 ersichtlich ist. Der Kolben 50 steuert die lage der Anschlagplatte 16 und damit die Kraftstoffzumeßpumpe. Er ist mit der Platte 16 durch eine Kolbenstange 54 verbunden, welche -sich durch eine Öffnung 56 in einer Endwand 58 der Kammer erstreckt, und ein Gelenkhebel 60 ist mit dem unteren Ende der Stange durch einen Stift 62 und mit dem Element 16 durch einen Stift 64 gelenkig verbunden. Eine Schraubenfeder 70 ist in dem Abschnitt 36B der Kammer angeordnet und wirkt zwischen dem oberen Ende des Kolbens 50 und aus einer Scheibe 72 bestehenden Mnstellmitteln, welche auf dem oberen Ende der Feder angeordnet ist. Eine Schraube 74 ist schraubbar in einer Bohrung 76 in der oberen Endwand 78 der Kammer angeordnet, und der Druck auf die Feder 70 wird durch Einstellen der Schraube 74 nach innen oder außen in der Gewindebohrung 76 eingestellt.

Das Differential in den Kraftstoffdrücken zwischen den Kraitstoffeinlaß- und den Auslaßkanälen wird durch einen Hegler 40 gesteuert, welcher aus einem Ventilelement 80 mit awei aylindri-Beheη Teilen 82 und 84 besteht, welche in einer Bohrung 86 angeordnet und durch einen Schaft 88 verbunden sind. Das untere

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Ende der Bohrung 86 ist mit dem Kraftstoff in dem Einlaßkanal 32 durch einen Kanal 90 verbunden, welcher sich von der Miirte des Schaftes durch den !eil 84 erstreckt. Somit wird der Einlaß druck auf die Innenflächen der Seile 82 und 84 und auf die Aus senf lache des l'eiles 84 ausgeübt und der durch das Ventilelement somit wahrgenommene Einlaßdruck drückt das Ventilelement nach oben in die geschlossene Stellung, wie es in 3?ig. 1 dargestellt ist. Der Schließwirkung des Kraftstoffeinlaßdruekes auf das Ventilelement sett sich die Schraubenfeder 92 entgegen) weiche in dem oberen Ende der Bohrung 86 angeordnet und durch Pedereinstellmittel eingestellt wird, welche aus einer Scheibe 94 auf dem Ende der Peder und einer Schraube 96 bestehen, welche in einer Bohrung 98 in der Gehäusewandung schEaubbar angeordnet ist. Das Ventilelement ist ferner einem Bezugsdruck in der Anordnung durch einen Kanal 100 unterworfen, welcher die Bohrung 86 oberhalb des Ventilelementes mit dem Auslaßkanal 34 hinter der turbulenten Strömüngsbeschränkung 44 verbindet. Somit bestimmt der Druckregler den Druck in dem Abschnitt 36A der Kammer 36 aufgrund der Veränderung in dem -»Hislaßkanal 34 und dem Druck der Jeder 92, wie er durch die Einstellschraube bestimmt wird. -

Die Anschlägplatte 16 wird so eingestellt, daß sie eine bestimmte Leistüngder Zumeßpumpe durch ein Glied 110 auswählt, welches mit einer Nookenoberflache 112 aum Eingriff mit einer Wockenoberfläche 114 der Platte 16 versehen ist. Das Glied 110 ist nach vorn und weg von der Platte durch eine Welle 116 ein-

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stellbar, welche sich durch eine Schraubbohrung 118 in einem

Gehäuseabsohnitt 120 erstreckt. Zwei muttern 122 und 124 sind \ ■
lauf das äußere Ende der Welle aufgeschraubt, und eine zwischen der Innenwand des Gehäuseabschnittes 120 und einer Seite des Gliedes 110 angeordnete Feder 126 drückt die Welle 116 und das Glied 110 nach links bei Pig. 1 und hält zusammen mit aen beiden Muttern das Glied 110 in der eingestellten 3xellun_&. -Die Anschlagplattenoberfläche steuert eine üockennase 130 oder einen Stift 132 und regelt durch den Hebel 14 das Arbeiten der Kraftstoffsumeßpumpe.

Im Betrieb der Ausführungsform nach Pig. 1 wird der Kraftstoff beim Eintreten in die Vorrichtung durch den Einlaßkanal 32 durch den Reg-ler 40 gesteuert, um ein konstantes Differential zwischen dem Druck des Kraftstoffes in dem linlafikanal 3^ und dem Auslaßkanal 34 aufrechtzuerhalten. Der Druckabfall von dem Kammerabschnitt 36A zu dem Kammerabschnitt 36B über die laminare Strömüngsbeschränkun_s 52 wird in erster Linie durch die Viskosität des durch die laminare Beschränkung fließenden Strömungsmedium bestimmt, und da der Druckabfall durch den Kolben 50 wahrgenommen wird, nimmt der Kolben eine Stellung in der Kaiuner typisch für aie Kraftstoffviskosität ein ulü verschiebt die Anschlagplatte 16 in die Stellung, welche erforderlich ist, um auf die Maschinenkraftstofferfordernisse anzusprechen. Wenn beispielsweise die Viskosität des durch die Vorrichtung 10 fließenden Kraftstoffes _forößer wird, steigt Jer Druckabfall von dem Kameerabschnitt 36A zum Kammerabschnitt 36B

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aii ur_ci verursacht dadurch, daß sich der Kolben nach oben, wie in if'i^ur 1 dargestellt ist, bewegt und die ünschlagplatte sum Kompensieren der erhöhten Viskosität umstellt. Jede Veränderung in dem Krafts to ff druck in dem ÄuslaiEkanal 34 wird durch den Kanal IOC zu der Bohrun^ B6 oberhalb des Ventilelementes 80 übertra_aen UTLii daüurcxx das Ventilelement eingestellt, um die Verwilderung in denk l/ruck zu"korrigieren, welcher in dem Auslaßkanal vorherrscht, und dadurch ein im wesentliches konstantes -Ldfierential iai truck von dem Einlaß zu dem Auslaß der Vorrichtung aufi'echtauerhalten, ohne das Differential zwischen den Kansersbscimitxen 36ü. und 36B Über die laminare Stromungsbeschränkung 52 oder zwischen dem Eamnierabschnitt 36B und dem Auslasskanal über die turbulente Strömungsbeschränkung 44 zu

Im Hinblick auf die iJcLmerigkeit, die 2um Erhalten eines optimalen Betrieoes der Vorrichtungen dieser Art erforderlichen Toleranzen aufrechtzuerhalten, sind awei wesentliche Einstellmittel vorgesehen. Zunächst wird der Druck auf die Eeder 70 durch die schraube 74 sum Verschieben des Kolbens 50 und der Äiisciilagplatte 16 nach oben oder unten zum Berichtigen von Ungenauigkeiten in der Fabrikation und zum Erzielen der genauen erforderlichen Einstellung verschoben» Dann ist die aus der Feder 92 und Schraube 96 bestehende Einstellvorrichtung zum Verändern der Lage des üegelventilelemtes vorgesehen, um den

Druck in dem Ämmerabschiiitt 36A su erhöhen oder au verringern und dadurch daa Differential zwischen dem Kammerabschnitt 36A

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und dem Auslaßkanal 34 zu verändern. Dieses ergibt eine Änderung in dem Druckdifferential sswischen den K amme rat schnitt en 36A und

■ ' ■ ■ . ■ ■ ' ■ ■ : -^AS:r . . 36B₁ welches den Kolben 50 und damit die Anschlagplatte 16 leicht nach oben oder unten verschiebt, wenn der Druck auf die Peder 92 durch die Schraube 96 vergrößert oder verkleinert wird. Da diese beiden Einstellungen leicht und genau durchgeführt werden können, kann die Anordnung geregelt werden, um ein optimales Arbeiten au erhalten und dieses Arbeiten über lange Zeiträume aufrechtauerhalten.

Bei der Ausftihrungsform nach Hg. 2 ist ein Gehäuse HO mit einem Einlaßkanal 142 und einem Auslaßkanal 144 versehen, welche mit dem Gehäuse durch eine Kammer 146 verbunden sind. Ein in dem Einlaßkanal angeordneter Segler 148 ist im wesentlichen der gleiche wie der Eegler, welcher in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben ist und besteht aus einer Bohrung 150, einem Ventilelement 152 in der Bohrung und einer leder 153, welche das Ventil in die offene Stellung drückt. Das Ventilelement hat awei aylinderische feile 154 und 156, welche durch einen Schaft 160 miteinander verbunden sind, und ist auf der unteren Seite dem Beaugsdruck in dem Auslaßkanal 144 durch einen Kanal 164 verbunden. Der Regler hält ein im wesentlichen konstantes Differential awischen den Drücken in dem Einlaßkanal 142 und Auslaßkanal 144 aufrecht.

Ein Zylinder 170 ist in der Kammer 146 angeordnet und nur im Durchmesser etwas kleiner als die aylindrische Kammer 146, um

ι eine laminare Strömungsbeschränkung 172 awischen dessen Umfang

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und "den Seitenwänden der Kammer vorzusehen. i)er Zylinder unterteilt die Kammer I46 in einen Einlaß- oder öfteren Abschnitt 146A und einen Auslaß- oder unteren Abschnitt 146B. Der Auslaßabschnitt ist mit dem Auslaß 144 durch einen Kanal 174 verbunden, welcher mit einer turbulenten Strömungsbeschränkung 176·an dem Eingang versehen ist. TTm den wirksamen Durchfluß durch die laminare Beschränkung 172 zum Berichtigen von Ungenauigkeiten in der Bearbeitung und zur Erzielung eines optimalen Arbeitens einzustellen, sind Einstellmittel vorgesehen, welche aus· einer ♦ mit Gewinde versehenen Welle 180 bestehen* welche drehbar mit " d.em Zylinder I70 durch eine Kugelzapfenausführung 182 in dem oberen Ende des Zylinders verbunden ist, Die Schraube ist in einer Schraubbohrung 18 4 in der Endwand 186 des Gehäuses 140 angeordnet und dreht sieh unabhängig von dem Zylinder. Eine Drehung der «/eile 180 bewegt den Zylinder 170 entweder nach oben oder nach unten und verkleinert oder vergrößert dadurch die Länge der laminaren Strömungsbeschränkung 172. des Beschränkungseinganges M und -ausganges H dadurch, daß sich der Zylinder von dem kleineren Durchmesserteil 1460 der Kammer erstreckt oder der Zylinder in den Teil I46C zurückgezogen wird und dadurch den wirksamen Durchfluß durch die Beschränkung 170 erhöht oder verkleinert. Das Druckdifferential über die laminare Strömungsbeschränkung 172, d.h. zwischen den Kammerabschnitten 146A und I46B wird durch eine Membran 190' wahrgenommen, welche eine Endwand für die Kammer I46 bildet und dem Einlaßdruck in dem Kammerabschnitt A durch einen Kanal 191 und eine Kammer 192 an der unteren Seite der Membran unterworfen ist. Eine Peder 193 von ausgewählter Eichung, welche

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zwischen der Membran und einer Schulter 194 angeordnet ist, drückt nach unten bei der Zeichnung und spannt die Membran vor. J)ie Membran ist mit einer Anschlagplatte ähnlich der Anschlagplatte 16 durch eine Welle 195 verbunden, welche an der Membran durch ein genietetes Ende 196 und eine Versteifungsplatte 197 befestigt ist. Die Umfangsränder der üembran 190 sind abgedichtet zwischen zwei Abschnitten des Gehäuses HO befestigt und bilden somit einen Abschluß für das untere Ende der Kammer.

Im Betrieb wird bei der Ausführungsform-nach S"igur 2 Kraftstoff durch den Einlaßkanal 142 zugeführt und durch den Regler 148 bei einem wesentlichen konstanten Wert mit Bezug auf den uruck in dem Auslaßkanal 144 gehalten· Wenn sich die Viskosität des durch die Vorrichtung fließenden Kraftstoffes erhöht, nimmt der Druck in dem Abschnitt 146B der Kammer 146 ab und hat zur Polge, daß sich die Membran 190 nach oben oder innen in die Kammer 146 bewegt und dadurch die Stange 195 nach oben bewegt, welche ihrerseits eine Anschlagplatte ähnlich der Anechlagplatte 16 in die Stellung versohiebt, welche erforderlich ist, um den Wechsel in der Kraftstoffviskosität auszugleichen. Um den Druck in dem Abschnitt 146B auf den einzustellen, welcher erforderlich ist, um die Anschlagplatte richtig zu steuern und Uhgenauigkeiten in der Fabrikation zu berichtigen, wird die Welle 180 so gedreht, daß die länge der laminaren Strömungsbeschränkung 172 zwischen den Punkten M und N entweder vergrößert oder verkleinert und dadurch der Druck in dem Abschnitt H6B für einen Kraftstoff mit einer bekannten Viskosität erhöht oder erniedrigt wird,

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Hie in £igur 3 dargestellte Ausführungsform ist größtenteils • der .ausführungsform nach Pig. 2 ähnlicli, und es sind deshalb gleiche Bezugszeichen für gleiche i'eile verwendet worden. Bei der Ausführungsform nach ilg. 3 enthält eine mit einem keg el-■-stumpf förmigen Teil 210 versehene Kammer 200 ein kegelstumpfförmiges Grlied 202, welches sich in der gleichen Weise wie die Wände des Teiles 200C verjüngt und "einen kleineren Abstand von den Wänden des Kammerteiles hat. Der Abstand zwischen der Außenfläche des Gliedes 202 und den Wänden des Kammerteiles 200C sehen eine laminare Strömungsbeschränkung 204 vor. Um die wirksame Größe der laminaren ötrömungsbeschränkung 204 einausteilen, wird der kegel· stumpiförmige Zylinder 202 in der Längsrichtung, d.h. nach oben oder unten in der Kammer 200 durch Einstellmittel eingestellt, welche aus einer drehbaren (Jewindewelle 206 bestehen, welche mit dem oberen Ende des Gliedes 202 durch eine Gelenkverbindung 208 verbunden ist. Die Welle wird von einer Schraubbohrung 209 in der oberen Wand 210 des Genäuses aufgenommen. Eine Drehung der Gewindewelle 206 hebt oder senkt den Zylinder 202 und verändert damit den Zwischenraum zwischen der äußeren ¥/and des Zylinders und der Wand der Kammer 200. Die Betätigung der Ausführungsform nach der Erfindung nach Hgur 3 ist die gleiciie wie die nach ilgur 2 mit 4«a? Ausnahme der Art und ufeise, in welcher die laminare Strömungsbeschränkung 204 eingestellt wird.

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Claims

-12i751237 Β/ρ .6291 "*> 19.4.6b B/foe. Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Kegeln einer Kraftstoffzumeßanordriung einer Brennkraftmaschine beaüglich Dichte und Viskosität dee der Maschine augeführten Kraftstoffes, welche in einem Gehäuse eine Kraftstoffdurehflußkammer mit Einlaß- und Auslaßkanälen, ein Glied, welches eine laminare Strö'mungsbesch'ränkung in der Kammer bildet und diese in zwei mit den Einlaß- und Auslaßkanälen in Beziehung stehende Durchflußkammerteile unterteilt, eine in

P dem Auslaßkanal eine turbulente Strömungsbeschränkung bildende Öffnung, einen Regler zum Regeln des Druckunterschiedes über die laminaren und turbulenten Strömungsbeschränkungen und auf den Druckunterschied über die laminare Strömungsbeschränkung zu einer entsprechenden Betätigung der Kraftstoffzumeßanordnun^; an-. sprechende Mittel aufweist, dadur-eh gekennzeichnet, daß die laminare Strömungsbesohränkung aus einer ringförmigen, zwischen der Außenfläche des Gliedes (50, 170, 202) und der Inn-enfläeüe der Durchflußkammer (36, 146, 200) vorgesehenen Beschränkung (52, 172, 204) besteht, und daß die auf den Druckunterschied über der laminaren Strömungebesohränkung (52, 172, 204) ansprechenden Mittel eine einzelne, mit einer Stange (94> 195) feste bewegliche Wand (50, I90) enthalten, welche sich durch eine Öffnung (56) des Gehäuses (30) erstreckt und die Kraftstoifzumeßanordnung betätigt«

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet^ daß die.bewegliche Wand das Glied (52) selbst bildet, welches innerhalb

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tier Kammer (36) hin- und herbeweglich, ist, welche eine innere, ■ vollkommen zylindrische Oberfläche hat und eine Feder (70) enthält, welche das-Glied (52) gegen die Kraft vorspannt, welche -' darauf aufgrund des darüber vorhandenen Kraftstoffdruckunterschiedes drückt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (70) zwischen einer Fläche des Gliedes (52) und einer Scheibe-(72) angeordnet ist, welche durch eine Einstellschraube (74) eingestellt wird, welche in einer Bohrung (76) des Gehäuses (30) schraubbar angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Kraftstoffdurchflußkainmer (146, 200) mit einer die axiale Ausdehnung der ringförmigen Strömungsbesohränkung (172, 204) begrenzenden Schulter (194) versehen ist, das Glied (170, 202) in der Kammer mittels einer linstellsohraube (180,206) einstellbar befestigt ist, welche an dem Glied (170, 202) durch ein Gelenklager (180, 208) befestigt und mit einer Bohrung (184, 209) des Gehäuses (30) in Schraubeingriff steht, die bewegliche Wand aus einer eine Endwand der Kammer bildenden Membran besteht, und die vorspannende Feder (193) zwischen der Schulter (194) und einer an einem Teil der Membran befestigten Versteifungsplatte (197) angeordnet ist,

5. Vorrichtung naoh Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das

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Glied (170) und der Teil der inneren Kammeroberfläche (146C), welcher mit dem Glied die laminare Beschränkung (172) bildet, zylindrische, achsgleiche Oberflächen haben.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Glied (202) und der Teil der inneren Kammeroberfläche (200C), welche mit dem Glied die laminare Beschränkung (204) bildet, kegelstumpfförmige, achsgleiche Oberflächen haben.

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