DE2326083C2

DE2326083C2 - Device for controlling the fuel-air ratio for a supercharged internal combustion engine

Info

Publication number: DE2326083C2
Application number: DE2326083A
Authority: DE
Inventors: Donald R. Crews; Larry A. Peoria Ill. Larson
Original assignee: Caterpillar Tractor Co 61629 Peoria Ill; Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1972-05-19
Filing date: 1973-05-19
Publication date: 1983-07-07
Also published as: GB1430427A; JPS5817337B2; US3795233A; DE2326083A1; BE799730A; CA988384A; JPS4941731A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steuerung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses für eine aufgeladene Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a device for controlling the fuel-air ratio for a supercharged internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Beim Betrieb einer mit Vorverdichter arbeitenden, insbesondere mit einem abgasgetriebenen Vorverdichter arbeitenden Brennkraftmaschine gibt es drei wesentlich verschiedene Betriebszustände, nämlich Anfahren, Normalbetrieb und plötzliche, zusätzliche Belastung. Beim Normalbetrieb wird die Kraftstoffzufuhr mittels eines vom Fahrer betätigten Hebels über eine Reglerfeder eingestellt, die eine Veränderung des Einstellhebelweges dadurch ermöglicht, daß ihr mit einer Zahnstange in Verbindung stehendes Gegenlager durch einen von der Drehzahl der Maschine abhängigen Fliehkraftregler verschoben wird.When operating a pre-compressor that works with a pre-compressor, in particular with an exhaust-gas-driven pre-compressor working internal combustion engine there are three essentially different operating states, namely Start-up, normal operation and sudden, additional loading. During normal operation, the fuel supply is adjusted by means of a lever operated by the driver via a regulator spring, which changes the Adjusting lever path made possible by the fact that her counter-bearing is connected to a rack is shifted by a centrifugal governor that is dependent on the speed of the machine.

Bei schneller Beschleunigung können starke und unangenehme Auspuffemissionen entstehen, weil das Einstellglied für die Kraftstoffzufuhr schneller bewegt werden kann, als die Beschleunigung des Motors erfolgt und der-Vorverdichter die benötigte Druckluftmenge erzeugt Bei plötzlicher, zusätzlicher Belastung kann dieStrong and unpleasant tailpipe emissions can arise when accelerating faster because that Adjustment member for the fuel supply can be moved faster than the acceleration of the engine and the pre-compressor generates the required amount of compressed air. In the event of a sudden, additional load, the

Motor speed below that determined by the controller setting

angezeigten Wert sinken.displayed value decrease.

The controller then searches for those from the controller setting

ίο angezeigte Motorgeschwindigkeit dadurch wieder zu erreichen, daß er das Kraftstoff-Einstellglied selbsttätig so verstellt, daß mehr Kraftstoff zugeführt wird. Wegen der Verringerung der Geschwindigkeit, die auch die Drehzahl des Vorverdichters beeinflußt, erhalt derίο the displayed motor speed increases again achieve that he automatically adjusts the fuel adjusted so that more fuel is supplied. Because the reduction in speed, which also affects the speed of the supercharger, is maintained by the

is Motor jedoch zuwenig Luft, um eine vollständige Verbrennung des zusätzlich eingespritzten Kraftstoffes zu ermöglichen.However, there is insufficient air in the engine to achieve a full To enable combustion of the additionally injected fuel.

Eine Einrichtung, die diese Schwierigkeiten beseitigen soll, ist in der US-PS 27 67 700 beschrieben. In dieser Einrichtung wird auf eine Gelenkverbindung zwischen der drehzahlabhängigen Hebelsteuerung für die Kraftstoffzufuhr und dem die Kraftstoffpumpe stellenden Element mittels einer Membran eingewirkt, die vom Luftdruck im Ansaugverteiler entgegen der Wirkung einer Feder beaufschlagbar ist Die Einrichtung ist demnach von zwei Betriebsparametern abhängig, nämlich der Drehzahl und dem Druck des Einlaßverteilers. Aufgrund dieser Parameter wird die von der Bedienungsperson veranlaßte HebelbewegungA device intended to eliminate these difficulties is described in US Pat. No. 2,767,700. In this device is based on an articulated connection between the speed-dependent lever control for the fuel supply and the element setting the fuel pump acted on by means of a membrane, which can be acted upon by the air pressure in the intake manifold against the action of a spring The device is therefore dependent on two operating parameters, namely the speed and the pressure of the Inlet manifold. Based on these parameters, the lever movement caused by the operator

zur Änderung der Kraftstoffzufuhr entsprechend modifiziert In der Praxis hat sich gezeigt, daß diese Art der Steuerung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses bestimmte Einschränkungen des Gesamtwirkungsgrades der Brennkraftmaschine nachsichzieht Insbesondere beim Anfahren und bei Beschleunigung des Motors ergeben sich Schwierigkeiten derart, daß im Interesse einer begrenzten Abgasentwicklung auf die theoretisch mögliche, rascheste Beschleunigung verzichtet werden muß. Auch spricht die Einrichtung nicht an, wenn beimodified accordingly to change the fuel supply In practice it has been shown that this type The control of the air-fuel ratio has certain limitations on the overall efficiency the internal combustion engine follows suit, especially when starting and accelerating the engine difficulties arise in such a way that in the interests of a limited exhaust gas development on the theoretical possible, fastest acceleration must be waived. Also, the facility does not respond if at

Load accelerated from low speed

und dabei die Luft der Ansaugleitung verzögert zugeführt wird, wodurch ein negativer Druck in derand the air is supplied to the intake line with a delay, creating a negative pressure in the

Suction line can arise. The device according to US-PS 30 77 873, from the

bei der Erfindung ausgegangen wird, vermeidet einige der vorstehend beschriebenen Nachteile. Zu diesem Zweck benutzt die dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechende Einrichtung zur Steuerung zusätzlich einen Flüssigkeitsdruck, der z. B. der Schmierölbetriebsdruck ist und auf einen Servokoiben in entgegengesetz· tet Richtung wirkt, bezogen auf die Wirkung des Verteilerdruckes auf die Membran. Die Membran ist zwischen zwei Federn angeordnet, um eine genauer definierte Reaktion zu ermöglichen. Am Servokoiben greift entgegen dem Flüssigkeitsdruck eine Feder an, die ebenso wie die beiden anderen Federn am Gehäuse abgestützt ist Dabei ist vorgesehen, daß der Servokoiben von Anfang an von der Druckflüssigkeit beaufschlagt wird. Die mit dem Kolben und der Membran verbundene Ventileinrichtutng arbeitet derart, daß erst mit zunehmendem Verteilerdruck ein Leckabfluß hergestellt wird, der allmählich zur Aufhebung des Flüssigkeitsdruckes am Servokoiben und damit zum Wirksamwerden der dem Flüssigkeitsdruck entgegen· wirkenden Feder führt, wodurch aber der Abfluß wieder geschlossen wird. Niedriger Flüssigkeitsdruck bei hohem Verteilerdruck ermöglicht eine Erhöhung der Kraftstoffzufuhr, hoher Flüssigkeitsdruck bei normalemassumed in the invention avoids some the disadvantages described above. For this purpose, uses the preamble of claim 1 corresponding device for control in addition a liquid pressure, the z. B. the lubricating oil operating pressure and acts on a servo cylinder in the opposite direction, based on the effect of the Distribution pressure on the membrane. The diaphragm is placed between two springs to be more precise to enable a defined reaction. A spring acts on the servo cylinder against the fluid pressure, which just like the other two springs is supported on the housing. It is provided that the servo disc is acted upon by the hydraulic fluid from the start. The one with the piston and the diaphragm connected Ventileinrichtutng works in such a way that only with increasing manifold pressure a leakage outflow is produced, which gradually relieves the fluid pressure on the servo cylinder and thus to the The spring counteracting the fluid pressure becomes effective, but this causes the drain to flow again is closed. Low fluid pressure at high manifold pressure allows for an increase in the Fuel supply, high fluid pressure at normal

oder niedrigem Verteilerdruck führt zur Verringerung der Kraftstoffzufuhr, d, h, zur Verstellung des Ausgangspunktes far das Einstellglied jeweils in der einen oder anderen Richtung, Der vom Flüssigkeitsdruck beaufschlagbare Servokolben und die gegen diesen v/irkende Feder ermöglichen demnach gegenüber der Einrichtung nach der US-PS 27 67 70Q eine verbesserte und elastischere Steuerung,or low manifold pressure leads to a decrease the fuel supply, i.e. to adjust the starting point far the setting member in each case in one or other direction, which can be acted upon by the fluid pressure Servo pistons and the spring acting against them accordingly enable the device according to US-PS 27 67 70Q an improved and more elastic control,

Die Einrichtung gemäß der US-PS 30 77 873 ist aber verhältnismäßig kompliziert, da zur Steuerung des Ventils für die Druckflüssigkeit ein bewegliches Zwischenglied benutzt wird. Der Servokolben ist als gesonderte Baueinheit ausgeführt Ein wesentlicher, den eigentlichen Zweck der Einrichtung betreffender Nachteil besteht darin, daß beim Anfahren die Bewegung des Einstellgliedes für die Kraftstoffzufuhr beschränkt ist. Bei plötzlicher zusätzlicher Belastung ist die Anpassung an die tatsächlichen Betriebsverhältnisse verbesserungsbedürftig.The device according to US-PS 30 77 873 is relatively complicated because to control the Valve for the pressure fluid a movable intermediate member is used. The servo piston is as separate structural unit executed An essential, the The real purpose of the device concerned disadvantage is that when starting the Movement of the adjusting member for the fuel supply is limited. If there is a sudden additional load the adaptation to the actual operating conditions in need of improvement.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung gemäß Oberbegriff hinsichtlich ihrer Steuergenauigkeit sowie der Stabilisisrung der jeweils geforderten Steuerstellung, von der die Kraftstoffeinspritzmenge abhängt, zu verbessern.The invention is therefore based on the object of providing a control device according to the preamble their control accuracy and the stabilization of the respectively required control position, from which the fuel injection quantity depends on improving.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 geschaffen. To solve this problem, according to the invention, a control device having the features the characterizing part of claim 1 created.

Die Erfindung ermöglicht beim Anfahren und bei plötzlichen, zusätzlichen Belastungen eine im Vergleich zu früheren Einrichtungen verbesserte und genauere Anpassung an die tatsächlichen Betriebserfordernisse. Während des Anlassens ist die Bewegung des Kraftstoff-Einstellgliedes nicht von vornherein beschränkt so daß für den Start stets ausreichend Kraftstoff zugeführt wird. Durch die Anordnung der Feder zwischen dem Servokolben und einem mit der Membran in Wirkungsverbindung stehenden Element ergibt sich eine gegenüber der Steuerungseinrichtung nach US-PS 30 77 873 abgewandelte Zusammenfassung der zur Steuerung benutzten Betriebsparameter. Zusätzlich ergibt sich der auf die Störungsfreiheit des Betriebes sich auswirkende bauliche Vorteil, daß die Ventileinrichtung nur ein bewegliches Element aufweistThe invention enables a comparison when starting up and with sudden, additional loads better and more precise adaptation to the actual operating requirements compared to earlier facilities. During starting, the movement of the fuel adjusting member is not restricted in advance so that sufficient fuel is always supplied for the start. The arrangement of the Spring between the servo piston and an element that is operatively connected to the diaphragm This results in a modified summary compared to the control device according to US Pat. No. 3,077,873 the operating parameters used for control. In addition, this results in the freedom from interference of the The structural advantage of the operation that the valve device has only one movable element

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 gekennzeichnetAn embodiment of the invention is characterized in claim 2

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert In der Zeichnung zeigtEmbodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing Drawing shows

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Einrichtung zur Steuerung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses einschließlich Ansaugrohr, Regler und Kraftstoffpumpe in ihrer Stellung beim Anltufen der Brennkraftmaschine,F i g. 1 including a longitudinal section through a device for controlling the fuel-air ratio Intake pipe, regulator and fuel pump in their position when starting the internal combustion engine,

F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Teildarstellung der Steuereinrichtung, in einer Stellung bei Betrieb der Brennkraftmaschine undF i g. 2 one of the F i g. 1 corresponding partial representation of the control device, in a position during operation of the Internal combustion engine and

Fig.3 einen Teil eines Längsschnitts durch eine abgewandelte Ausführungsform einer Einrichtung zur Steuerung des Kraftstoff*Luft* Verhältnisses.3 shows part of a longitudinal section through a modified embodiment of a device for controlling the fuel * air * ratio.

Bei einer Einrichtung gemäß F i g. 1 und 2 ist eine Kraftstoffpumpe 10 mit einem beim Betrieb der Brennkraftmaschine vertikal hin- und herbewegbaren Kolben 12 vorgesehen, um während des Betriebes der Brennkraftmaschine einem der Zylinder dieser Maschine Kraftstoff durch eine Einspritzleitung 11 zuzuführen, wobei für jeden Zylinder eine Pumpe vorgesehen ist. Die Längsbewegung eines mit Zähnen 15 als Zahnstange ausgebildeten Kraft toff-Einstellgliedes 17 bewegt ein am Kolben 12 befestigtes gezahntes Organ K Die Pumpe ist von der Art einer Dosierpumpe, bei der eine Winkelverstellung des Kolbens t2 zu einer Veränderung der bei jedem Kolbenhub eingespritzten Kraftstoffmenge führt.In a device according to FIG. 1 and 2 is a fuel pump 10 with an in operation of the Internal combustion engine vertically reciprocating piston 12 provided to during operation of the Internal combustion engine to supply fuel to one of the cylinders of this machine through an injection line 11, a pump being provided for each cylinder. The longitudinal movement of one with teeth 15 as a rack trained force toff adjusting member 17 moves a toothed member K attached to the piston 12. The pump is of the type of metering pump in which a Angular adjustment of the piston t2 to change the amount of fuel injected with each piston stroke leads.

Das Kraftstoff-Einstellglied |7 ist an einem Aufsatz 18 befestigt, von welchem ein Verbindungsstück 19 mic einem an dessen körperfernen Ende befestigten Anschlagglied 20 vorsteht Zwei Fliehgewichte 22 einesThe fuel adjusting member | 7 is on an attachment 18 attached, of which a connector 19 mic a stop member 20 attached to its distal end protrudes. Two flyweights 22 one

ίο Fliehkraftreglers sitzen an einem Joch 23 und werden durch ein Getriebeglied 24 angetrieben, welches durch das nicht dargestellte Steuerungsgetriebe der Brenn-. kraftmaschine mit einer der Motordrehzahl proportionalen Drehzahl gedreht wird. Bei einer durch Zentrifu- galkraft erfolgenden Auswärtsbewegung der Fliehgewichte wirken Teile davon nach linksauf den Aufsatz 18 ein. Eine Feder 26 zwischen dem Aufsatz 18 und einem flanschartjf en Kragen 27 setzt der Krafteinwirkung der Fliehgewichte eine Gegenkraft en'gijgen. Zur Einstel-ίο The governor sit on a yoke 23 and are driven by a gear member 24, which by the control gear, not shown, of the internal combustion. engine is rotated at a speed proportional to the engine speed. In the case of a centrifugal Outward movement of the centrifugal weights by force of force, parts of them act to the left on the attachment 18 a. A spring 26 between the attachment 18 and a flange-type collar 27 sets the force of the Flyweights en'gijgen a counterforce. For setting

lung einer wählbaren Vorspannung der Feder 28 ist ein Hebel 28 vorgesehen.ment of a selectable bias of the spring 28, a lever 28 is provided.

Einem Luftansaug-Verteiler 30 wird von einem von der Brennkraftmaschine angetriebenen Lader 31 Druckluft zugeführt Eine Leitung 32 verbindet den Verteiler 30 mit einer Kammer 35, welche durch ein Zwischenstück 33 mit einem durch Schrauben 37 befestigten Abschlußdeckel 36 gebildet wird.An air intake manifold 30 is provided by one of The internal combustion engine-driven charger 31 is supplied with compressed air. A line 32 connects the distributor 30 with a chamber 35 which is fastened by means of an intermediate piece 33 to a chamber 35 by means of screws End cover 36 is formed.

Eine Steuerkammer 39 besitzt einen Einlaß 40 zum Anschließen an eine Druckflüssigkeitsquelle, beispielsweise die Schmieröl-Versorgung der Brennkraftmaschine. Eine Durchgangsöffnung 43 verbindet den Einlaß 40 mit einer in dem Gehäuse der Kammer 39 ausgebildeten Bohrung 44. Eine Servoeinheit 46 besitzt einen in der Bohrung 44 verschiebbaren Servokolben 47 und eine mit diesem einteilig ausgebildete Kolbenstange 48, welche in einer Bohrung 50 des Gehäuses verschiebbar ist Diese Kolbenstange besitzt einen vorstehenden Teil 49 und an dessen Ende eine Flanschschulter 49a, die so angeordnet ist, daß sie mit dem Anschlagglied 20 unter deu nachstehend erläuterten Bedingungen in Eingriff ist Eine Kammer 53 mit ausdehnbarem Volumen ist durch eine Fläche 51 des Servokolbens, eine Fläche 52 der Steuerkammer 39 und die Bohrung 44 gebildet Vom Einlaß 40 kann Flüssigkeit über die Durchgangsöffnung 43 und eine in der Fläche 52 ausgebildete Nut 54 in die Kammer 53 eintreten.A control chamber 39 has an inlet 40 for connection to a source of pressurized fluid, for example the lubricating oil supply to the internal combustion engine. A through opening 43 connects the inlet 40 with a bore 44 formed in the housing of the chamber 39. A servo unit 46 has one in the Bore 44 displaceable servo piston 47 and a piston rod 48 formed in one piece with this, which is displaceable in a bore 50 of the housing. This piston rod has a protruding part 49 and at the end of a flange shoulder 49a, which is arranged so that they with the stop member 20 below eng is engaged in the conditions set out below. An expandable volume chamber 53 is through a surface 51 of the servo piston, a surface 52 of the control chamber 39 and the bore 44 formed by the Inlet 40 can liquid via the through opening 43 and a groove 54 formed in the surface 52 into the Enter Chamber 53.

Eine erste Anzahl von Durchgangskanälen 56 in der Kolbenstange 48 verbindet die Kammer 53 mit einer Bohrung 62 der Servoeinheit Eine zweite Anzahl von Durchgangskanälen 37 in der Kolbenstange 48 verbindet die Bohrung 62 mit einer in der Bohrung 50 ausgebildeten Ringnut 58. Die Ringnut 58 ist andererseits mit einem Abflußkanal 60 der Steuerkammer 39 verbunden. Ein weiterer Kanal 91 bildet für Jrgendwel-A first number of through channels 56 in the piston rod 48 connect the chamber 53 with one Bore 62 of the servo unit A second number of through channels 37 in the piston rod 48 connect the bore 62 with an annular groove 58 formed in the bore 50. The annular groove 58 is on the other hand connected to an outflow channel 60 of the control chamber 39. Another channel 91 forms for

5") ehe durch die Servoeinheit sickernde Flüssigkeit eine Verbindung mit dem Abfluß.5 ") before liquid seeps through the servo unit Connection to the drain.

Ein in der Bohrung 62 verschiebbarer Ventilstößel 63 bildet zusammen mit der Kolbenstange 48 eine Nachlauf·V entileinrichtung und besitzt eine ringförmige Ausnehmung 66 zwischen zwei radial vorspriiigenden Ansätzen 64 und 65. Bei der in F i g. 1 gezeigten Stellung des Ansatzes 64 sind die Durchgangskanäle 56 offen und der Ansatz 65 in eir^r solchen Stellung, daß die Kanäle 57 ebenfalls offen sind und die Kammer 53 mit demA valve tappet 63 displaceable in the bore 62 forms, together with the piston rod 48, a Follow-up valve device and has an annular Recess 66 between two radially projecting lugs 64 and 65. 1 position shown of the approach 64, the through channels 56 are open and the approach 65 in eir ^ r such a position that the channels 57 are also open and the chamber 53 with the

Drainage channel 60 is in communication

Ein Gewindeteil 67 des Ventilstößels 63 ist an einem Becherglied 68 befestigt Ein Ende 69 steht von dem Gewindeteil 67 des Ventilstößels vor und ist mit einemA threaded portion 67 of the valve stem 63 is attached to a cup member 68. One end 69 extends therefrom Threaded part 67 of the valve stem and is with a

Stift 70 versehen, der in einen Schlitz 36a des Abschlußdeckels 36 eingreift Eine erste Feder 72 mit einer ersten Federkonstante ist zwischen dem Servokolben 47 und dem Becherglied 68 angeordnet Eine zweite Feder 73 mit einer zweiten Federkonstanten ist zwischen dem Becherglied und einem Sitzglied 74 angeordnet Eine Membran 76 ist zwischen dem Zwischenstück 33 und der Steuerkammer 39 befestigt uhd wird von dem Becherglied 68 gestützt Eine auf der Rückseite der Membran 76 angeordnete Scheibe 77 bildet einen Sitz für eine dritte Feder 78, welche zwischen dem Abschlußdeckel 36 und der Scheibe angeordnet ist Die Federkonstanten der drei Federn sind derart bemessen, daß die auf die Membran wirkenden Kräfte im Gleichgewicht sind, wenn in der Kammer 35 kein Druck vorhanden ist, um die Servoeinheit empfindlich zu machen.Provided pin 70, which engages in a slot 36a of the cover plate 36. A first spring 72 with a first spring constant is disposed between the servo piston 47 and the cup member 68. A second Spring 73 with a second spring constant is between the cup member and a seat member 74 A membrane 76 is attached between the intermediate piece 33 and the control chamber 39 uhd is supported by the cup member 68 one on top of the Disc 77 arranged on the rear side of the membrane 76 forms a seat for a third spring 78, which The spring constants of the three springs are arranged between the cover plate 36 and the disc are dimensioned such that the forces acting on the membrane are in equilibrium when in the Chamber 35 there is no pressure to make the servo unit sensitive.

Im folgenden wird nun die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Einrichtung erläutert:The operation of the device described above will now be explained in the following:

Bevor die Brennkraftmaschine angelassen wird, nimmt die Einrichtung zur Steuerung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses eine im folgenden beschriebene Ruhestellung ein. Die Feder 72 drückt die Servoeinheit 46 nach rechts, siehe Fig. 1, und hebt die Schulter 49a vom Anschlagglied 20 ab. jede Bewegung des Hebels 28 gegen den Uhrzeigersinn drückt die Feder 26 zusammen und bewegt das Kraftstoff-Einstellglied 17 nach rechts bis zu einer Stellung mit überhöhter Kraftstoffaufnahme. Beim Anlassen oder Anfahren der Brennkraftmaschine wird der Ventilstößel 63 in derjenigen Stellung gehalten, in der aufgrund der Gleichgewichtsbedingung der auf die Membran 76 wirkenden Federn 73 und 78 eine Verbindung zwischen den Kanälen 56 und 57 Ober die ringförmige Ausnehmung 66 besteht Druckflüssigkeit, welche vom Einlaß 40 in die Kammer 53 eintritt fließt durch die Kanäle 56, 57 und 60 ab, so daß die Ausübung eines Flüssigkeitsdruckes auf den Servokolben 47 und eine dadurch verursachte, nach links gerichtete Bewegung verhindert istBefore the internal combustion engine is started, the device for controlling the fuel-air ratio takes a rest position described below. The spring 72 pushes the servo unit 46 to the right, see FIG. 1, and lifts the shoulder 49a from the stop member 20. any movement of the lever 28 counterclockwise compresses the spring 26 and moves the fuel adjusting member 17 to the right up to a position with excessive fuel consumption. When starting or starting the internal combustion engine the valve tappet 63 is held in that position in which due to the equilibrium condition of the springs 73 and 78 acting on the membrane 76 establish a connection between the channels 56 and 57 upper the annular recess 66 consists of pressurized fluid which enters the chamber 53 from the inlet 40 flows through channels 56, 57 and 60 so that the application of fluid pressure on the servo piston 47 and a leftward movement caused thereby is prevented

Wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine nach dem Anlassen eine bestimmte Höhe erreicht hat, baut sich in dem Verteiler 30 ein Luftdruck auf, und der Druck in der Kammer 35 steigt Dabei wird die Membran 76 mit dem in der Kammer 35 ansteigenden Luftdruck beaufschlagt Dies führt dazu, daß die Federn 72 und 73 zusammengedrückt werden und der Ventilstößel 63 nach rechts bewegt wird. Eine solche Bewegung führt gegebenenfalls dazu, daß der Ansatz 64 die Kanäle 56 überdeckt Dadurch wird verhindert, daß Flüssigkeit aus der Kammer 53 abfließt und es beginnt sich in der Kammer 53 ein Flüssigkeitsdruck aufzubauen, welcher den Servokolben 47 nach links in eine wirksame Steuerstellung verschiebt Während dieser Bewegung nach links trifft die Schulter 49a auf das Anschlagglied 20 auf und bewegt das Kraftstoff-Einstellglied 17 in eine Stellung mit verminderter Kraftstoffzufuhr, siehe Fig.2. Der Mechanismus ist gespannt und wirksam, wenn er sich in der in F i g. 2 gezeigten Stellung befindetIf the speed of the internal combustion engine has reached a certain level after starting, it builds an air pressure increases in the distributor 30, and the pressure in the chamber 35 increases Diaphragm 76 is acted upon by the increasing air pressure in the chamber 35. This leads to the springs 72 and 73 are pressed together and the valve stem 63 is moved to the right. Such Movement possibly leads to the fact that the projection 64 covers the channels 56. This prevents that Liquid flows out of the chamber 53 and a liquid pressure begins to build up in the chamber 53, which moves the servo piston 47 to the left in an effective control position During this Movement to the left impacts shoulder 49a with stop member 20 and moves the fuel adjustment member 17 in a position with reduced fuel supply, see Fig. 2. The mechanism is excited and effective when he is in the in F i g. 2 is in the position shown

Bei Leerlauf der Maschine würde der Luftdruck im Verteiler 30 und in der Kammer 35 zusammen mit der Vorspannung der Feder 78 nicht ausreichen, um die auf die Membran 76 wirkende Vorspannung der Federn 72 und 73 zu überwinden. Der Ventilstößel 63 würde dann durch die Membran 76 in seiner linken Stellung gehalten, und der Servokolben 47 wäre in einer Betriebsstellung, in der der Ansatz 64 die Durchgangskanäie 56 wirksam beschränkt so daß nur eine vorbestimmte Flüssigkeitsmenge von der Kammer S3 zugemessen wUrde, um den Servokolben 47 in seiner in F i g. 2 dargestellten Stellung zu halten. Die Kanäle 57 waren dabei nicht mit der Ringnut 58 und dem Abflußkanal 60 ausgerichtet so daß ein Abfließen der Flüssigkeit verhindert würde.When the machine is idling, the air pressure in the manifold 30 and in the chamber 35 along with the The prestress of the spring 78 is not sufficient to prevent the prestress of the springs 72 acting on the membrane 76 and to overcome 73. The valve tappet 63 would then be in its left-hand position through the membrane 76 held, and the servo piston 47 would be in an operating position in which the extension 64 the Durchgangskanäie 56 effectively restricted so that only a predetermined amount of liquid from the chamber S3 was assigned to the servo piston 47 in its in Fig. 2 to hold the position shown. The channels 57 were not aligned with the annular groove 58 and the drainage channel 60 so that a drainage of the Liquid would be prevented.

Wie vorstehend beschrieben, ist die Feder 26 bei einer gegen den Uhrzeigersinn gerichteten Bewegung des Hebels 28 zusammengepreßt, so daß eine Belastung undAs described above, the spring 26 is in a counterclockwise direction of movement of the Lever 28 compressed so that a load and

to eine Bewegung des Kraftstoff-Einstellgliedes 17 nach rechts bis zu einer Stellung mit erhöhter Kraftstoffaufnahme hervorgerufen wird. Wenn jedoch die Einrichtung zur Steuerung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses in Tätigkeit ist, haben die Federn 73 und 78 die Neigung,to a movement of the fuel adjusting member 17 to the right up to a position with increased fuel consumption is caused. However, if the device for controlling the air-fuel ratio in Activity, the springs 73 and 78 have the inclination

is den Ventilstößel 63 nach links zu verschieben. Die Servoeinheit 46 und die Schulter 49« erlauben daher nur eine geringe Bewegung des Kraftstoff-Einstellgliedes in Richtung auf eine Stellung mit erhöhter Kraftstoffaufnahme. is to move the valve tappet 63 to the left. the Servo unit 46 and shoulder 49 ″ therefore allow only a slight movement of the fuel adjusting member in FIG Direction towards a position with increased fuel consumption.

το Beim momentanen Auftreten eines negativen Drukkes im Verteiler 30 und in der Kammer 35, beispielsweise bei Beschleunigung der Brennkraftmaschine von einer niedrigen Geschwindigkeit bei geringer Belastung, würde die Membran 76 nach links gezogen, und dem zufolge würde die Servoeinheit 46 geringfügir in der gleichen Richtung bewegt Die Schulter 494 würde mit dem Anschlagglied 30 in Eingriff kommen, während das Anschlagsglied den Anforderungen entsprechend versuchen würde, sich nach rechts zu bewegen, um die Kraftstoffzufuhr zu erhöhen. Wenn jedoch die Drehzahl steigen würde, würde der Druck in der Kammer 35 geringfügig ansteigen und die Membran 76 und den Ventilstößel 63 nach rechts bewegen. Der Ansatz 64 würde bei dieser Bewegung die Durchgangskanäle 56 geringfügig freigeben, um eine dosierte Flüssigkeitsströmung aus der öffnung und ein Abfließen durch einen Kanal 74a nach dem Auslaß 75 zulassen. Das Kraftstoff-Einstellglied 17 würde dann die Servoeinheit solange nach rechts ziehen, wie der Anstieg desτο When a negative pressure occurs at the moment in the distributor 30 and in the chamber 35, for example when the internal combustion engine is accelerating from a low speed with light load, the diaphragm 76 would to the left and consequently the servo unit 46 would be moved slightly in the same direction Shoulder 494 would engage stop member 30 come while the stop member would try to move to the right as required move to increase the fuel supply. However, if the speed increased, the pressure in rise slightly in chamber 35 and move diaphragm 76 and valve stem 63 to the right. Of the Approach 64 would open the passage channels 56 slightly with this movement, to a metered Allow liquid to flow out of the opening and to flow away through a channel 74a to the outlet 75. The fuel adjusting member 17 would then pull the servo unit to the right as long as the increase in the

Air pressure in the chamber 35 continues and the Valve tappet 63 was moved to the right to a Flow of the liquid from the chamber 53 to

ermöglichen.enable.

If the machine is within a specified

Drehzahl- und Belastungsbereiches arbeitet, welcher durch den Fliehkraftregler bestimmt ist, steht in der Kammer 35 ausreichend Luft zur Verfügung, um die Einrichtung zur Steuerung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses in einer Stellung zu halten, welche geringfüg'jeSpeed and load range, which is determined by the centrifugal governor, is in the Chamber 35 has sufficient air available to the device for controlling the fuel-air ratio to hold in a position which is slightly

so Bewegungen, welche durch den Regler beim Aufrechterhalten dieser Geschwindigkeit darauf ausgeübt werden, nicht einschränkt Wenn jedoch die Motorbelastung bis zu einem Punkt angestiegen ist, indem die Drehzahl abnimmt wird der Luftdruck in der Kammer 35 um einen entspechenden Wert verringert, wodurch bewirkt wird, daß der Ansatz 64 die Durchgangskanäle 56 einschränkt und das Auftreten von Flüssigkeitskräften in der Kammer 53 ermöglicht, um den Servokolben 47 geringfügig nach links zu bewegen, so daß dieso movements which are maintained by the regulator when this speed is exerted on it, but does not limit the load on the engine has increased to a point where the speed decreases the air pressure in the chamber 35 reduced by a corresponding amount, which causes the projection 64 the through channels 56 restricts and allows the occurrence of fluid forces in the chamber 53, around the servo piston 47 move slightly to the left so that the

Schulter 49a das Anschlagglied 20 zurückhält und damit verhindert, daß bezogen auf die zur Verfügung stehende Luft eine unverhältnismäßig größere Kraftstoffmenge eingespritzt wird. Wenn die Bedienungsperson den Hebel 28 bewegt, um die Maschine zu beschleunigen,Shoulder 49a retains the stop member 20 and thus prevents that based on the available Air a disproportionately larger amount of fuel is injected. When the operator uses the Lever 28 moved to accelerate the machine,

wird das Anschlagglied 20 durch die Schulter 49a zurückgehalten, bis in der Kammer 35 genügend Luft zur Verfugung steht um zu ermöglichen, daß die Servoeinheit 46 durch das Kraftstoff-Einstellgüed 17the stop member 20 is retained by the shoulder 49a until there is sufficient air in the chamber 35 is available to enable the servo unit 46 to be controlled by the fuel setting element 17

nach rechts bewegt wird.is moved to the right.

F i g. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Steuerungseinrichtung. Beiden Ausführungsformen gemeinsame Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die abgewandelte Ausgestaltung ermöglicht, eine variable Vorspannungskraft auf die Membran auszuüben, um die Steuereinrichtung für das Kraftstoff-Luft-Verhältnis den Anforderungen besonderer Brennkraftmaschinen genauer anzupassen.F i g. 3 shows a modified embodiment of the control device. Common to both embodiments Elements are denoted by the same reference numerals. The modified design enables a variable preload force to be exerted on the membrane in order to control the control device for the To adapt the fuel-air ratio more precisely to the requirements of particular internal combustion engines.

Die Federkonstante einer einzelnen, der druckabhängigen Membran entgegenwirkenden Feder ist linear. Der Druck im Ansaug-Verteiler einer aufgeladenen Brennkraftmaschine steigt dagegen nicht immer linear an. Eine solche Abweichung könnte kurzzeitig dazu führen, daß der steigende Luftdruck zeitweilig verringert wird, während das Kraftstoff-Einstellglied in Richtung einer erhöhten Kraftstoffzufuhr bewegt wird. Dies würde eine sogenannte Sekundär-Auspuffwolke verursachen. Die in den F i g. 1 und 2 gezeigte Ausführungsform einer Steuereinrichtung für das Kraftstoff-Luft-Verhältnis verhindert oder begrenzt diese Sekundärwolken bei den meisten Maschinen auf ein annehmbares Maß. Bei bestimmten Brennkraftmaschinen kann aber das Auftreten von Auspuffwolken geringfügig über einem annehmbaren Maß liegen. Für diese Maschinen ist es erforderlich, mehrere Federn in Reihe zu schalten oder eine Feder mit veränderlicher Federkonstante vorzusehen, um einen Gegendruck auf die dmckabhängige Membran auszuüben. Durch eine solche Anordnung kann man die Funktion der Steuereinrichtung für das Kraftstoff-Luft-Verhältnis besonderen Motor-Charakteristiken anpassen.The spring constant of a single spring counteracting the pressure-dependent diaphragm is linear. In contrast, the pressure in the intake manifold of a supercharged internal combustion engine does not always increase linearly at. Such a deviation could briefly lead to a temporary decrease in the increasing air pressure is while the fuel adjusting member is moved in the direction of increased fuel supply. This would cause what is known as a secondary exhaust cloud. The in the F i g. 1 and 2 shown Embodiment of a control device for the fuel-air ratio prevented or limited these secondary clouds to an acceptable level on most machines. In certain internal combustion engines however, the occurrence of exhaust clouds may be slightly above an acceptable level. For These machines require several springs to be connected in series or a spring with a variable Provide a spring constant to exert a counter pressure on the pressure-dependent membrane. By a Such an arrangement can make the function of the air-fuel ratio controller adapt to special engine characteristics.

Wie F i g. 3 zeigt, ist eine erste Feder 80 zwischen einem Sitz 81 und dem Servokolben 47 angeordnet Der Sitz 81 ist in einer Bohrung 82 der Steuerkammer 39 verschiebbar. Eine zweite Feder 84 ist zwischem dem Sitz 81 und einem becherförmigen Zwischenglied 85 angeordnet. Eine dritte Feder 86 ist zwischen einem Flansch 88 des becherförmigen Gliedes 85 und dem Becherglied 68 angeordnet. Eine vierte Feder 78 ist, wie bei der ersten Ausführungsform, zwischen dem Abschlußdeckel 36 und der Scheibe 77 angeordnet. Jede Feder hat eine besondere, vorbestimmte FederkonstanLike F i g. 3 shows, a first spring 80 is disposed between a seat 81 and the servo piston 47 The seat 81 is displaceable in a bore 82 of the control chamber 39. A second spring 84 is between the Seat 81 and a cup-shaped intermediate member 85 are arranged. A third spring 86 is between one Flange 88 of the cup-shaped member 85 and the cup member 68 are arranged. A fourth spring 78 is how in the first embodiment, arranged between the end cover 36 and the disk 77. Every The spring has a special, predetermined spring rate

Brennkraftmaschine dient am Anfang die erste Feder 80 mit einer verhältnismäßig kleinen Federkonstanten dazu, den Sitz 81 in der Bohrung 82 nach links zu verschieben. Der anfängliche Luftdruck in der Kammer 35, der verhältnismäßig klein sein könnte, würde somit gegen eine verhältnismäßig weiche Feder arbeiten. Sobald der Luftdruck weiter ansteigt, würden die Federn 84 und 86 mit gegenüber der Feder 80 höheren Federkräften der Feder 80 über den Sitz 81 entgegenwirken, bis der Sitz auf einen Anschlag 83 trifft. In diesem Zeitpunkt würde die zweite Feder 84, die eine geringfügig größere Federkonstante als die Feder 80 hat, dem Luftdruck in der Kammer 35 entgegenwirken. Ein noch weiteres Ansteigen des Luftdruckes in der Kammer 35 würde die Feder 84 über die Feder 86 zusammendrücken, welche wiederum eine höhere Federkonstante aufweist als die Feder 84. Bei einem vorbestimmten Luftdruck in der Kammer 35 wird das becherförmige Glied 85 auf den Sitz 81 auftreffen, und der Luftdruck in der Kammer 35 beginnt auf die Feder 86 einzuwirken. Somit erhält man eine wählbar fortlaufend zunehmende Federkonstante gegen den ungleichmäßig zunehmenden Luftdruck in der Kammer 35.The internal combustion engine is initially used by the first spring 80 with a relatively small spring constant to move the seat 81 in the bore 82 to the left. The initial air pressure in the chamber 35, which could be relatively small, would thus work against a relatively soft spring. As soon as the air pressure continues to rise, the springs 84 and 86 would be higher than the spring 80 Counteract the spring forces of the spring 80 via the seat 81, until the seat hits a stop 83. At this point, the second spring 84, the one has a slightly larger spring constant than the spring 80, counteract the air pressure in the chamber 35. A still further increase in the air pressure in the chamber 35 would push the spring 84 over the spring 86 compress, which in turn has a higher spring constant than the spring 84. In one predetermined air pressure in the chamber 35, the cup-shaped member 85 will impinge on the seat 81, and the air pressure in the chamber 35 begins to act on the spring 86. So you get one that can be selected continuously increasing spring constant against the unevenly increasing air pressure in the chamber 35.

Bei der ersten Ausführungsform wird durch die Verwendung nur einer Feder eine lineare Kraft gegen den ungleichmäßig anwachsenden Luftdruck erzeugt. Bei der abgewandelten Ausführungsform führt die Verwendung verschiedener Federkonstanten zu einer linearen Kraft in Kombination mit einer geometrischen Änderung der Kraft zu einer gleichmäßigeren Angleichung oder Anpassung an die auftretenden Druckänderungen.
Der Ventilstößel 63 arbeitet auch hier in der oben für die erste Ausführungsform beschriebenen Art. Das Zusammendrücken der Federn durch die druckabhängige Membran bewirkt einen dosierten Abfluß der Flüssigkeit aus der Kammer 53. Dadurch wird eine Bewegung des Kraftstoff-Einstellgliedes 17 nach rechts in eine Stellung mit erhöhter Kraftstoffzufuhr ermöglicht Durch die größere Anzahl von Federn ist es möglich, eine bessere Abhängigkeit der druckabhängigen Membran in bezug auf den charakteristischen Druckluft-Verlauf des Laders zu erzielen.In the first embodiment, by using only one spring, a linear force is generated against the unevenly increasing air pressure. In the modified embodiment, the use of different spring constants leads to a linear force in combination with a geometric change in the force to a more uniform adjustment or adaptation to the pressure changes that occur.
The valve tappet 63 also works here in the manner described above for the first embodiment. The compression of the springs by the pressure-dependent membrane causes a metered outflow of the liquid from the chamber 53. This causes the fuel adjusting member 17 to move to the right into a position increased fuel supply enabled. The larger number of springs makes it possible to achieve a better dependency of the pressure-dependent membrane with regard to the characteristic compressed air profile of the charger.

When operating those working with this facility For this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claims;

1. Device for controlling the fuel-air ratio for a supercharged internal combustion engine, the fuel delivery device of which can be adjusted in quantity by means of a toothed rack which can be displaced in a first direction to increase and in a second direction to decrease the fuel supply by an operator Lever that moves the rack via a control spring which is arranged between an element that can be acted upon by the lever and an element firmly connected to the rack, which is adjustable by a centrifugal governor dependent on the speed of the internal combustion engine, the rack via a device that acts as a stop or driver for the rack, is connected to a üsrvokolben, the piston rod of which forms an overrun valve device together with a valve tappet which can be displaced in the servo cylinder and in the piston rod and which is in a chamber delimited by it from an operationally dependent fluid igkeitsdruck can be acted upon against a first spring acting on the servo cylinder, and radial bores of the valve device can be opened and closed by axial displacement of the valve tappet in the sense of opening or interrupting the fluid connection of the chamber with its drain, with one from the boost pressure and in the same direction from this a second spring on the arranged the serf jkolben membrane side facing away from, integral with the valve stem and else can be acted upon in the ^Tr diaphragm control means, that the fuel supply in accordance with the height of the Ladedrukkes is variable, while a third spring on the Servokoiben facing side of the membrane is supported, characterized in that the first spring (72; 80) is supported with its end facing away from the servo cylinder (47) directly or indirectly on the membrane (76)

2. Device according to claim 1, characterized in that with indirect support of the first Spring (80) on the membrane (76) this spring on a displaceable spring seat (81) and this again via the third spring on the membrane (76), which is divided into two different springs (84, 86) are supported.