DE2131284A1 - Pneumatic speed controller for internal combustion engines, especially diesel engines - Google Patents
Pneumatic speed controller for internal combustion engines, especially diesel enginesInfo
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Description
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Anlage zurAttachment to
Patent- undPatent and
GebrauchsmusterhilfsanmeldungUtility model registration
Pneumatischer Drehzahlregler für Brennkraftmaschinen, insbesondere DieselmotorenPneumatic speed governor for internal combustion engines, in particular Diesel engines
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen pneumatischen Drehzahlregler für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren," mit einem auf den Druck hinter einer Drosselklappe in der Ansaugleitung des Motors ansprechenden und auf das Fördermengenverstellglied der Einspritzpumpe einwirkenden Verstellglied.The present invention relates to a pneumatic speed controller for internal combustion engines, in particular diesel engines, " with a responsive to the pressure behind a throttle valve in the intake line of the engine and to the Delivery quantity adjusting element of the injection pump acting adjusting element.
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Aichi Ken, Kariya Shi J^, Aichi Ken, Kariya Shi J ^,
Bei bekannten Drehzahlreglern dieser Art, insbesondere für Fahrzeugdieselmotoren, wird die Motordrehzahl als Druck in der Ansaugleitung, und zwar hinter bzw. stromabwärts einer in der Ansaugleitung vorgesehenen Drosselklcippe abgegriffen. Dieser Ansaugleitungsdruck wird einer als Verstellglied dienen den Membran zugeführt, und es wird dafür gesorgt, daß der oben genannte auf die Membran einwirkende Druck und eine ebenfalls auf die Membran einwirkende Federkraft einander das Gleichgewicht halten. Bei diesen bekannten Drehzahlreglern muß man jedoch bei Laständerungen eine ganz erhebliche Drehzahlabweichung zulassen, denn wenn die Last sich ändert, ist es unmöglich, eine konstante Drehzahl einzuregulieren.In known speed regulators of this type, in particular for vehicle diesel engines, the engine speed is expressed as a pressure in the intake line, namely tapped behind or downstream of a throttle valve provided in the intake line. This suction line pressure is fed to the diaphragm to serve as an adjusting member, and it is ensured that the above called pressure acting on the membrane and a spring force also acting on the membrane balance each other keep. With these known speed regulators, however, a very considerable speed deviation must be observed when the load changes allow because if the load changes it is impossible to regulate a constant speed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beheben und einen Hegler zu schaffen, mit dem eine konstante Drehzahl aufrechterhalten werden kann.The invention is based on the object of addressing this disadvantage fix and create a Hegler with which a constant speed can be maintained.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß durch das Verstellglied ein Stift verschiebbar ist, an den ein Regelhebel drehbar angelenkt ist, dessen eines Ende mit dem Fordermengenverste.ilglied und dessen anderes Ende mit dem Arbeitsglied eines hydraulischen Servomotors gekuppelt ist, daß der das Arbeitsglied antreibende hydraulische Druck in einem Steuerraum durch mindestens ein Magnetventil regelbar ist, und daß das Magnetventil durch eine elektronische Regeleinrichtung betätigbar ist, deren An-Aus-Signale in Abhängigkeit von der Differenz Zwischen einer festgelegten Drehzahl und der tatsächlichen Motordrehzahl erzeugt werden.The object is achieved in that a pin can be displaced by the adjusting member, on which a control lever can be rotated is hinged, one end of which is connected to the feed quantity adjustment element and the other end of which is coupled to the working member of a hydraulic servomotor that the working member driving hydraulic pressure in a control room can be regulated by at least one solenoid valve, and that the solenoid valve can be actuated by an electronic control device, whose on-off signals depend on the difference Generated between a specified speed and the actual engine speed.
Dadurch wird die relative Lage zwischen dem Verstellglied und dem Fördermengenverstellglied derart geHndert, daß die Motordrehzahl auch dan-., wtan sich die Last ändert, auf eine ganzThis determines the relative position between the adjusting member and the delivery rate adjustment member so that the engine speed also dan-., wtan the load changes, to a whole
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bestimmte konstante Drehzahl einreguliert w-ird.a certain constant speed is regulated.
Im folgenden soll nun die vorliegende Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erklärt werden.In the following the present invention is now based on a The embodiment shown in the drawing will be explained in more detail.
Fig. 1 ist ein Schnitt durch die wichtigsten Teile desFig. 1 is a section through the main parts of the
erfindungsgemäßen Drehzahlreglers, Fig. 2 ein Diagramm, welches die Arbeitsweise des Reglersspeed controller according to the invention, FIG. 2 is a diagram showing the mode of operation of the controller
zeigt.shows.
In Fig. 1 ist. 1 eine nur andeutungsweise dargestellte Kraftstoff einspritzpumpe, die als Fördermengenverstellglied eine Regelstange 2 hat, die in bekannter Veise die Menge des zu fördernden Kraftstoffes entsprechend ihrer Lage X in der Achsrichtung festlegen kann. Die Antriebswelle-3 der Kraftstoff einspritzpumpe 1 wird in nicht näher dargestellter Weise vom Motor angetrieben und die Ansaugleitung k des Motors hat eine Drosselklappe 5» die durch einen auf einer Drosselklappenachse 6 starr befestigten Drehzahleinstellhebel 7 verdreht werden kann, wodurch der Öffnungswinkel θ der obengenannten Drosselklappe 5 festlegbar ist« Wenn die Öffnung der obengenannten Drosselklappe 5 auf den Öffnungiwinkel θ fest eingestellt ist, dann nimmt der Druck im Unterlauf 8, stromabwärts der Drosselklappe 5 in der Ansaugleitung 4 mit steigender Drehzahl ab. Dieser Druck wird durch eine Rohrleitung 9 in die sich in dem Membrandeckel 10 befindende Membrankawmer 11 geleitet. 12 ist eine als Verstellglied dienende Membran, welche in einem Reglergehäuse I3 luftdicht befestigt ist. Eine Reglerfeder Ik ist so bemessen, daß sie die Membran 12 in Ruhestellung hält, und zwar dann, wenn sich die durch den obengenannten Druck in der Ansaugleitung auf die Membran 12 wirkende Kraft und die Kraft der Reglerfeder lh das Gleichgewicht halten. An der Membran 12 igt ein Membranbolzen 15 befestigt, und auf einen auf dt>m In Fig. 1 is. 1 a fuel injection pump, shown only hinted at, which has a control rod 2 as a delivery rate adjustment member, which can set the amount of fuel to be delivered according to its position X in the axial direction in a known Veise. The drive shaft 3 of the fuel injection pump 1 is driven by the engine in a manner not shown, and the intake line k of the engine has a throttle valve 5 »which can be rotated by a speed setting lever 7 rigidly attached to a throttle valve axis 6, whereby the opening angle θ of the above-mentioned throttle valve If the opening of the above-mentioned throttle valve 5 is fixed at the opening angle θ, then the pressure in the underflow 8, downstream of the throttle valve 5 in the intake line 4, decreases with increasing speed. This pressure is passed through a pipe 9 into the membrane heater 11 located in the membrane cover 10. 12 is a membrane serving as an adjusting element, which is fastened in an airtight manner in a controller housing I3. A regulator spring Ik is dimensioned so that it holds the diaphragm 12 in the rest position, namely when the force acting on the diaphragm 12 due to the above-mentioned pressure in the suction line and the force of the regulator spring lh are in equilibrium. A diaphragm bolt 15 is attached to the diaphragm 12 and on a dt> m
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Membranbolzen 15 befestigten Stift l6 ist das eine Ende eines Membranhebels 17 aufgepaßt, während sein anderes Ende an einem im Reglergehäuse 13 starr befestigten Lagerstift l8 drehbar angelenkt ist. Auf einen an dem Membranhebel 17 starr befestigten Stift I9 ist ein doppelarmiger Regelliebel 2o drehbar aufgepaßt. Das eine Ende 20a des Hebels 20 greift an einem an der Regelstange 2 starr befestigten Stift 21 an und das andere Ende 20b des genannten Hebels 20 an einem Stift 22a eines Arbeitsgliedes 22 eines hydraulischen Servomotors 23. -Auf dem obengenannten Arbeitsglied 22 ist ein Kolben 24 starr befestigt, der durch eine Membran 25 abgedeckt ist. Eine Feder 26 ist so auf dem Arbeitsglied 22 angeordnet, daß sie. über den Kolben 24 die Membran 25 nach links drückt. Ein in einem von der Membran 25 teilweise begrenzten Steuer·- raum 27.wirkender Kraftstoffdruck hält über die Membran 25 der Kraft der obengenannten Feder 26 das Gleichgewicht. 28 ist ein Kraftstofftank,und der durch eine Kraftstoff-Förderpumpe 29 hochgesaugte Kraftstoff wird unter Druck in die Druckförderloitung 30 gefördert. Eine Abzweigleitung 3I der Druckfördorleitung 30 ist in nicht näher dargestellter Weise mit der Ansaugöffnung der Kraftstoffeinspritzpumpe 1 verbunden. Eine zweite Abzweigleitung 32 ist mit einem Überströmventil 33 verbunden, welches deji Druck in den Abzweigleitungen Ji und 32 und einer weiteren Abzweigleitung 3^ im wesentlichen konstant hält. Über eine Rückströmleitung 35 strömt der überschüssige Kraftstoff in den Kraftstofftank 28 zurück. An den Steuerraum 27 sind Magnetventile 36 und 37 angeschlossen. Das· Magnetventil 36 istmit der Abzweigleitung yk verbunden, während das Magnetventil 37 mit einer Jtfickström.leitung 38 verbunden ist. Die Ventile 36 und 37 sind so gebaut, daß sie bei Stromdurchgang öffnen. Durch die Öffnung des Magnetventiles 36 strömt der Kraftstoff von der Abzweigleitung "}>h her in denDiaphragm bolt 15 attached pin l6 is fitted to one end of a diaphragm lever 17, while its other end is rotatably hinged to a bearing pin l8 rigidly attached in the controller housing 13. A double-armed Regelliebel 2o is rotatably fitted onto a pin 19 rigidly attached to the membrane lever 17. One end 20a of the lever 20 engages a pin 21 rigidly attached to the control rod 2 and the other end 20b of said lever 20 engages a pin 22a of a working member 22 of a hydraulic servo motor 23 rigidly attached, which is covered by a membrane 25. A spring 26 is arranged on the working member 22 that they. Via the piston 24, the membrane 25 presses to the left. A fuel pressure acting in a control chamber 27 partially delimited by the diaphragm 25 maintains the equilibrium of the force of the above-mentioned spring 26 via the diaphragm 25. 28 is a fuel tank, and the fuel sucked up by a fuel feed pump 29 is pumped into the pressure feed line 30 under pressure. A branch line 3I of the pressure delivery line 30 is connected to the intake opening of the fuel injection pump 1 in a manner not shown. A second branch line 32 is connected to an overflow valve 33 which keeps the pressure in the branch lines Ji and 32 and a further branch line 3 ^ essentially constant. The excess fuel flows back into the fuel tank 28 via a return line 35. Solenoid valves 36 and 37 are connected to the control chamber 27. The solenoid valve 36 is connected to the branch line yk , while the solenoid valve 37 is connected to a junction line 38. The valves 36 and 37 are designed to open when the current passes. Through the opening of the solenoid valve 36, the fuel flows from the branch line "}> high into the
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Steuerraüm 27 ein. Wenn anderersei i das Magnetventil 37 geöffnet ist, strömt der Kraftstoff, r sich im SteuerraumControl room 27. If the other hand, the solenoid valve 37 is opened is, the fuel flows, r in the control room
27 befindet, übe±~ die Rückströmlei aig 38 zum Kraftstofftank27 is located, via the return line 38 to the fuel tank
28 zurück. Somit steigt also beim Offnen des Magnetventiles 36 der Druck im Steuerraum 27 an und beim Öffnen des Magnetventiles 37 fällt dieser Druck ab.28 back. Thus, when the solenoid valve 36 is opened, the pressure in the control chamber 27 rises and when the solenoid valve is opened 37 this pressure drops.
Ein Drehwinkelgeber 39 einer elektronischen Regeleinrichtung greift den Öffnungswinkel θ der Drosselklappe 5 auf elektrischem Wege ab, und gibt einem Komparator (Vergleicher) 40 elektrische Signale ein, die der obengenannten vorbestimmten Drehzahl Nn entsprechen. 4l ist ein Drehzahlgeber, der die Drehzahl der Antriebswelle 3 der Einspritzpumpe 1 abgreift und elektrische Signale in den Vergleicher 40 eingibt, die der tatsächlichen Drehzahl N der obengenannten Welle 3 entsprechen. Der Vergleicher 40 bildet die Differenz A N der elektrischen Signale N_ und N, die der festgelegten Drehzahl Nn bzw. der jeweiligen Drehzahl N der Antriebswelle 3 entsprechen, und diese Signaldifferenz £jt N wird in einen Oszillator 42 eingegeben. Der Oszillator 42 steuert solange die Magnetventile 36 oder 37 an, bis das Signal A N gleich Null ist.A rotation angle sensor 39 of an electronic control device picks up the opening angle θ of the throttle valve 5 by electrical means, and inputs a comparator (comparator) 40 electrical signals which correspond to the above-mentioned predetermined speed N n. 4l is a speed sensor which picks up the speed of the drive shaft 3 of the injection pump 1 and inputs electrical signals into the comparator 40 which correspond to the actual speed N of the above-mentioned shaft 3. The comparator 40 forms the difference A N between the electrical signals N_ and N, which correspond to the fixed speed N n or the respective speed N of the drive shaft 3, and this signal difference ε jt N is input to an oscillator 42. The oscillator 42 controls the solenoid valves 36 or 37 until the signal AN is equal to zero.
Im folgenden soll nun anhand der Fig. 2 die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Drehzahlreglers erklärt werden. Auf der Abszissenachse ist die Drehzahl N aufgetragen, während auf der Ordinatenachse der Lage X der Regelstange 2 dargestellt ist. Wir wollen nun annehmen, daß die Motorlast einen Kraftstoff mengenverlauf verlangt, der der Lastkurve L entspricht. Die festgelegte Drehzahl ist N und der Öffnungswinkel der Drosselklappe 5 ist Θ. In diesem Falle herrscht in der Membrankammer 11 öier Druck der Ansaugleitung 4, der im Gleichgewicht mit der die Membran 12 belastenden Feder 14 ist. DieseIn the following, the mode of operation of the speed controller according to the invention will now be explained with reference to FIG. The speed N is plotted on the abscissa axis, while the position X of the control rod 2 is shown on the ordinate axis. Let us now assume that the engine load demands a fuel quantity curve that corresponds to the load curve L. The specified speed is N and the opening angle of the throttle valve 5 is Θ. In this case, the pressure of the suction line 4 prevails in the diaphragm chamber 11, which pressure is in equilibrium with the spring 14 loading the diaphragm 12. These
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Gleichgewichtslage legt die Lage des Hebels. 17 fest und b-, .- . damit auch die Lage des Stift ο ε 1 9 und den Drelipur.kt dos Hebels 20, was zur Folge hat, daß die La^s.-X der ziegelstange 2 festgelegt ist» Wenn ivir nun annehmen, daß das Arbeitsglied 22 des Servomotors 23 festgelegt ist, d.h. p:\c-. nicht bewegt, dann wird ein f estgeleg ter Lastpunlrt , v:enn r\'. _;■ Lastkurve L1 nach L0 verschoben wird, auf der Linie. G.. ?d> -.'-..'· und es Vfird eine Dreiizahldififirenz A N entstehen. Die Lini.". G1 zeigt die Gleichgewichtslage der Membran 12 gegenübc" der Drehzahl K. In diesem Falle wird durch die Vcrschiebur··. dei~ Membran 12 die Regelstange 2 um Δ X1 verschoben. die Motorlast L. sinkt auf L ab und die Drehzahl der Antriebswelle 3 wird größer als die festgelegte Drehzahl ':■: . DLe=- war bei den bisher gebräuchlichen Drehzahlreglern der 1'c.Ij .The position of the lever defines the position of equilibrium. 17 fixed and b-, .-. thus also the position of the pin ο ε 1 9 and the Drelipur.kt dos lever 20, which has the consequence that the La ^ s.-X of the bar 2 is fixed is fixed, i.e. p: \ c-. not moved, then a fixed load point is set, v: enn r \ '. _; ■ Load curve L 1 is shifted to L 0 , on the line. G .. ? D>-.'-. . '· And there will be a three-digit difference AN. The line ". G 1 shows the equilibrium position of the membrane 12 against the speed of rotation K. In this case, the displacement curve ··. dei ~ membrane 12, the control rod 2 shifted by Δ X 1. the engine load L. drops to L and the speed of the drive shaft 3 is greater than the specified speed ': ■:. DLe = - was the 1'c.Ij in the previously common speed controllers.
Bei dem erf indungs gemäß en Regler und einem FehlerA X £"i-'t f.-: Vergleicher 40 aber ein dieser Drehzahldifferenz Λ Ν ent sprechendes Signal in den Oszillator 42 ein, das Magnetventil. 36 bekommt Strom, wird geöffnet, der Druck im Stcuerraum 27 steigt an und die Membran 25 wird entgegen der Fcc;»-" 26 nach rechts verschoben. Dies hat zur Folge, daß sich co,-Hebel 20 um den Stift 19 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinj· dreht, so daß die Regelstange 2 nach links verschoben vir.i. Wie in Fig. 2 dargestellt, wird also die Regelstange 2 zusätzlich zur VerschiebiingsgröIJe Δ X. um ^ X0 verschoben, und es kann bei der Last L die Motordrehzahl a\if dem. Wert Nn gehalten werden. Ist No erreicht , wird die 5troii,?:rfuhr zu dem Magnetventil 36 beendet, und die Verschiebur.;·' des hydraulischen Arbeitsgliedes 22 wird gestoppt.In the erf indungs according en regulator and a Errora X £ "I 't F.-. Comparator 40 but this speed difference Λ Ν ent speaking signal to the oscillator 42 a, the solenoid valve 36 receives power, is opened, the pressure in the control room 27 rises and the membrane 25 is displaced to the right against the Fcc; "-" 26. This has the consequence that co, lever 20 rotates counterclockwise about pin 19 so that control rod 2 is shifted to the left vir.i. As shown in Fig. 2, thus the control rod 2 is further shifted to the VerschiebiingsgröIJe Δ X to X ^ 0, and it can in the load L, the engine speed a \ if the. Value N n are kept. If No is reached, the flow to the solenoid valve 36 is ended, and the displacement.; · 'Of the hydraulic working element 22 is stopped.
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Aichi Ken, Kariya Shi 1TAichi Ken, Kariya Shi 1 T
Wenn danach die Motorlast wieder auf L. ansteigt und die Drehzahl N der Antriebswelle 3 kleiner wird als die vorgeschriebene Drehzahl N„ (siehe, gestrichelte Linie G2), dann wird in einem zu der obigen Beschreibung entgegengesetzten Sinne im Magnetventil 37 ein Strom fließen, das Magnetventil 37 wird geöffnet, der Druck im Steuerraum 27 fällt ab, die Membran 25 verschiebt über den Hebel 20 die Regelstange 2 nach rechts, und auf diese Weise wird die Drehzahl N_ aufrechterhalten. /{ If the engine load then rises again to L. and the speed N of the drive shaft 3 is less than the prescribed speed N "(see dashed line G 2 ), then a current will flow in the solenoid valve 37 in a sense opposite to the description above, the solenoid valve 37 is opened, the pressure in the control chamber 27 drops, the membrane 25 moves the control rod 2 to the right via the lever 20, and in this way the speed N_ is maintained. / {
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109853/1347 *ö Q1110 109853/1347 * ö Q 1110
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