DE2426298A1 - Regler fuer kraftstoff-einspritzpumpen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Regler für Verbrennungsmotoren, insbesondere einen Regler für die Einspritzpumpe eines Dieselmotors, durch den die Erzeugung von schwarzem Qualm im Abgas des Motors bei dessen Beschleunigung verhindert werden soll.

Die Kraftstoff-Einspritzpumpe zur Zufuhr von Kraftstoff zu einem Dieselmotor wird normalerweise mittels eines Reglers gesteuert, der entsprechend der Drehzahl und Belastung des Motors arbeitet. Dem Motor wird eine dem Betriebszustand entsprechende Kraftstoffmenge zugeführt.

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Wird bei bekannten Reglern der Beschleunigungshebel plötzlich in Richtung der Beschleunigung des Motors betätigt, um den Mo+or zu beschleunigen, so arbeitet der Regler selbst so, daß die von der Einspritzpumpe eingespritzte Kraftstoffmenge schnell erhöht wird und plötzlich zu viel Kraftstoff zugeführt wird. Hierdurch entsteht schwarzer Qualm im Abgas des Motors. Dagegen braucht nur eine vorherbestimmte minimale Kraftstoffmenge eingespritzt zu werden, um bei niedrigen und mittleren Drehzahlen eine ausreichende Ausgangsleistung zu erhalten. Gegenmaßnahmen gegen diese Erscheinung wurden bisher nicht ergriffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Regler für Kraftstoff-Einspritzpumpen für Dieselmotoren zu schaffen, die so arbeitet, daß bei Beschleunigung die Entstehung schwarzen Qualms im Abgas des Motors verhindert wird. Der Regler soll unter anderen Betriebsbedingungen normal arbeiten. Der Regler soll durch einfacheMaßnahmen bei einem bekannten Regler hergestellt werden können.

Beim erfindungsgemäßen Regler folgt, wenn der Beschleunigungshebel bei Beschleunigung des Motors schnell in Beschleunigungsrichtung betätigt wird, die Kraftstoff-Steuerstange der Bewegung des Hebels nur auf einem Teil der Beschleunigungsstrecke. Darauf wird der Drehpunkt eines schwimmenden Hebels, der mit der Kraftstoff-Steuerstange verbunden ist, verschoben, wodurch eine Zeitverzögerung für die Betätigung der Brennstoff-Steuerstange erzielt wird. Damit wird ein schneller Anstieg der zu injizierenden Kraftstoffmenge verhindert und die Entstehung schwarzen Qualms im Abgas verhindert. Der Regler arbeitet bei anderen Betriebsbedingungen des Motors normal.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Ansicht eines Reglers für Kraftstoff-Einspritzpumpen;

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Fig. 2 bis 4 Ansichten zur Erläuterung der Arbeitsweise des Reglers unter verschiedenen Arbeitsbedingungen; und

Fig. 5 in einem Diagramm die Regelkennlinie des Reglers.

Figuren 1 bis 4 zeigen das Gehäuse 1 einer Kraftstoff-Einspritzpumpe, die einen nichtgezeigten Kolben enthält. Der Kraftstoff wird, unter Druck durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens gefördert. Der Kraftstoff gelangt unter Druck über ein nichtgezeigtes Einspritzventil in einen ebenfalls nichtgezeigten Motor. Die Kraftstoff-Steuerstange 2 der Kraftstoff-Einspritzpumpe ragt mit einem Ende aus dem Pumpengehäuse 1 heraus. Das andere, nichtgezeigte Ende liegt am Kolben innerhalb des Gehäuses an. Bei Bewegung der Stange in den durch die Pfeile a und b angedeuteten Richtungen wird der Kolben gedreht. Hierdurch wird die durch die Kraftstoff-Einspritzpumpe einzuspritzende Kraftstoffmenge gesteuert. Wird die Kraftstoff-Steuerstange 2 in Richtung des Pfeils a bewegt, so erhöht sich die eingespritzte Kraftstoffmenge. Wird dagegen die Stange 2 in der Gegenrichtung des Pfeils b bewegt, so wird entsprechend die eingespritzte Kraftstoffmenge vermindert.

Eine Nockenwelle 3 verläuft durch das Gehäuse 1 der Kraftstoff-Einspritzpumpe hindurch. Das eine Ende der Nockenwelle 3 wird durch die Kurbelwelle des Motors angetrieben. Hierdurch bewegt sie den Kolben der Pumpe hin und her. Ferner ist das Reglergehäuse 4 gezeigt. Ein Schwenkhebel 5 ist an seinem oberen Ende mittels eines Achsstiftes 6 drehbar gelagert, der am Reglergehäuse 4 befestigt ist. Das untere Ende des Hebels 5 ist gegenüber einem Vollast-Anschlag 7 angeordnet, der fest am Reglergehäuse 4 angebracht ist. Auf diese Weise wird die Drehung des Hebels 5 im Gegenuhrzeigersinn begrenzt. Zwischen dem mittleren Teil des Schwenkhebels 5 und einem Hebel 8, der mit dem nichtgezeigten Beschleunigungshebel des Motors verbunden ist, ist eine Steuerfeder 9 gespannt. Durch die Feder 9 wird der

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Hebel 5 in der Zeichnung nach links vorgespannt. Die Spannung der Steuerfeder kann durch Drehung des mit dem Beschleuni^ungshebel verbundenen Hebels 8 verhindert werden.

Das obere Ende eines Hilfshebels 10 ist auf einem am Reglergehäuse 4 befestigten Gelenk 11 drehbar gelagert. Am unteren Ende des Hilfshebels 10 ist ein Vorsprung 10a ausgebildet, der an einem Ende einer Verbindungsstange 12 anliegt. Am oberen Ende des Hilfshebels 10 ist ein keilförmiger Vorsprung 10b ausgebildet, der unter einem rechten Winkel zum Hebel verläuft. Die obere Endfläche eines dem Vorsprung 10b ähnlichen keilförmigen Vorsprunges 13a liegt an der unteren Endfläche des Vorsprunges 10b an bzw. steht mit dieser in Eingriff. Zwischen dem hinteren Ende der Stange 13 und dem Reglergehäuse 4 ist eine Rückholfeder 14 angeordnet, durch die die Stange 13 in der Darstellung der Figuren nach links gedruckt wird, so daß das untere Ende des Hebels 10 durch die Vorsprünge 13a und 10b (Fig. 1) in Richtung des Pfeils c gedrückt wird.

Die Verbindungsstange 12 ist zwischen ihren beiden Enden auf einem am Reglergehäuse 4 befestigten Gelenk 15 drehbar gelagert. Das eine Ende der Verbindungsstange 12 liegt am unteren Ende des Hilfshebels 10 an, am anderen Ende desselben ist eine Gabel 12a ausgebildet, in der ein unteres Gelenk 17 liegt. Das Gelenk 17 ist am unteren Ende eines fliegend oder schwimmend gelagerten Hebels 16 ausgebildet, dessen oberes Ende mit der Kraftstoff-Steuerstange 2 der Kraftstoff-Einspritzpumpe verbunden ist.

Der fliegend gelagerte Hebel 16 dient zur Bewegung der Kraftstoff-Steuerstange 2 in Richtung der beiden Pfeile a und b. Der Hebel 16 ist mit seinem oberen Ende mit der Kraftstoff-Steuerstange 2 und mit seinem unteren Ende mit der Gabel 12a der Verbindungsstange 12 verbunden. Er ist ferner mittels eines

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Stiftes 18 drehbar mit dem Zwischenteil eines FUhrungshebels

19 verbunden. Zwischen dem oberen Ende des Hebels 16 und dem Gehäuse 1 der Kraftstoff-Einspritzpumpe ist eine Startfeder

20 gespannt, die auf den fliegend gelagerten Hebel 16 eine Kraft ausübt, durch die die Kraftstoff-Steuerstange in Richtung des Pfeils a gedrückt wird, in der die durch die Kraftstoff-Einspritzpumpe einzuspritzende Kraftäoffmenge erhöht wird.

Im Betrieb dieses Reglers wird bei Drehung der Verbindungsstange 12 um das Gelenk 15 das Gelenk am unteren Ende des fliegend gelagerten Hebels 16 ' bewegt. Die Feder 14 drückt derart auf die Verbindungsstange 12, daß diese in Richtung des Pfeils c gedreht wird. Durch die Feder 14 wird ferner das Gelenk 17 am unteren Ende des fliegend gelagerten Hebels 16 in Richtung des Pfeils d (Fig. 1) bewegt. Entsprechend dreht sich der Hebel 16 um den Achsstift 18 in Richtung des Pfeils e (Fig. 1), so daß die Kraftstoff-Steuerstange 2 in Richtung des Pfeils b bewegt wird. Hierdurch wird die durch die Kraftstoff-Einspritzpumpe einzuspritzende Kraftstoffmenge vermindert.

Die Startfeder 20 dient dazu, den fliegend gelagerten Hebel 16 entgegen dem Pfeil e (Fig. 1) zu drücken. Hierdurch dreht sich die Verbindungsstange 12 entgegen der Richtung des Pfeils d (Fig. 1). Die Verbindungsstange 12 wird also in Abhängigkeit von der Kraft der Federn 14 und 20 betätigt. Dabei ist die Kraft der Startfeder 20 größer, so daß das Ende der Gabel 12a der Verbindungsstange 12 normalerweise am Reglergehäuse 4 anliegt (Fig. 1, 3, 4 ).

Die Kraft der Rückholfeder 14 kann auch auf die Verbindungsstange 12 übertragen werden, indem - ohne die Stange 13 der Hilfshebel 10 am Gelenk 11 am Zwischenteil des Hilfshebels gelagert wird. Hierdurch kann die Rückholfeder 14 auf das obere Ende des Hebels 10 wirken. Auch ist es möglich, den Hilfshebel

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10 wegzulassen und die Rückholfeder 14 direkt auf die Verbindungsstange 12 wirken zu lassen, das heißt, daß das Gelci^k 17 am unteren Ende des schwimmend gelagerten Hebels 16 in der Richtung bewegt wird, in der die eingespritzte Kraftstoff menge vermindert wird*

Der Führungshebel 19 ist mit seinem Zwischenteil über den Stift 18- mit dem Zwischenteil des schwimmend gelagerten Hebels 16 verbunden. Ferner ist der Führungshebel 19 zusammen mit dem Schwenkhebel 5 mit seinem oberen Ende am Achstift 6 gelagert und mit seinem unteren Ende mittels eines Stiftes mit einem Schieber 21 verbunden.

Der Schieber 21 ist mit einem Ende mit Gewichten 23 verbunden, die sich in Abhängigkeit von der Drehzahl der mit der Kraftstoff-Einspritzpumpe verbundenen Nockenwelle 3 öffnen bzw. auseinander bewegt werden. Durch den hierdurch entstehenden Schub wird der Schieber in seitlicher Richtung bewegt. Der Schieber 21 liegt mit seinem anderen Ende gegenüber einer in das untere Ende des Schwenkhebels 5 eingesetzten Angleichfeder 24. Entgegen den Gewichten 23 wirkt auf den Schwenkhebel 5 eine Leerlauffeder 25_f durch die die Drehzahl des Motors während des Leerlaufs bestimmt wird.

Gegenüber dem oberen Ende des fliegend gelagerten Hebels 16 oder in der Nähe des mit der Kraftstoff-Steuerstange 2 verbundenen Teils des Hebels 16 ist eine Dämpfungsfeder 26 angeordnet. Diese wirkt Je nach der Stellung des Hebels 16 auf diesen. Durch die Dämpfungsfeder 26 wird die Kraftstoff-Steuerstange 2 in Richtung des Pfeils a bewegt, so daß die eingespritzte Kraftstoffmenge erhöht wird. Sie dient ferner zur Drehung der Verbindungsstange 12 entgegen dem Pfeil d (Fig. 1).

Läuft der Motor im Leerlauf, so wird der Hebel 8 in Richtung des Pfeils f (Fig. 1) gedrückt und in der in Fig. 1 gezeigten

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Stellung gehalten. In dieser Stellung vird die Spannung der Steuerfeder 9 vermindert, die Leexlauffeder 25 wirkt über den Schwenkhebel 5 entgegen der Wirkungsrichtung der Gewichte 23, so daß der Motor im Betriebspunkt A (Fig. 5) gehalten wird. In Fig. 5 ist auf der Abszisse die Drehzahl N des Motors oder der Nockenwelle 3 und auf der Ordinate die Stellung Rw der Kraftstoff-Steuerstange 2 aufgetragen, wobei in_g den oberen Lagen des Diagramms die Brennstoffmenge erhöht wird. In diesem Betriebszustand ist die Kraft der Startfeder 20 größer als die der Rückholfeder 14. Zusätzlich wirkt die Dämpfungsfeder 26, so daß das vordere Ende der Gabel 12a am Reglergehäuse 4 anliegt.

Wird der Motor aus der Lehrlaufdrehzahl beschleunigt, so wird der nichtgezeigte Beschleunigungshebel so gedreht, daß der Hebel 8 in Richtung des Pfeils g (Fig. 2) gedreht und in der in Fig. 2 gezeigten Stellung gehalten wird. Somit wird die Spannung der Steuerfeder 9 erhöht und der Schwenkhebel 5 in Richtung des Pfeils h (Fig. 2) gedreht, bis das untere Ende desselben den Vollast-Anschlag 7 berührt.

Durch die Drehung des Schwenkhebels 5 wird der Schieber 21 nach links bewegt und der Führungshebel 19 in Richtung des Pfeils i (Fig. 2) gedreht. Der Stift 18 dreht sich in'der gleichen Richtung. Damit wird auf den Teil des Stiftes 18 am fliegend gelagerten Hebel 16 eine Kraft in Richtung des Pfeils i ausgeübt. Durch diese Kraft wird der Hebel 16 in Richtung des Pfeils j (Fig. 2) um das Gelenk 17 am unteren Ende gedreht. Gleichzeitig wird die Verbindungsstange 12 durch das Gelenk 17 am unteren Ende des Hebels 16 in Richtung des Pfeils d (Fig. 1) gedreht. Weiter wird die Vorspannkraft der auf den Hebel 16 wirkenden Dämpfungsfeder 26 aufgehoben und die der Startfeder 20 vermindert, so daß sich die Verbindungsstange 12 um das Gelenk 15 in Richtung des Pfeils d dreht. Das Gelenk 17 am unteren Ende des Hebels 16 bewegt sich in Richtung des Pfeils k (Fig. Z). Das heißt, nachdem der fliegend gela-

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gerte Hebel einmal parallel in die in Fig. 2 gezeigte Stellung bewegt wurde, wird die Vorspannkraft der Startfeder 20 auf den Hebel 16 und damit die Vorspannkraft auf die Verbindungsstange 12 vermindert. Da die Startfeder 20 jedoch größer gewählt ist als die Federkraft der Rückholfeder 14, bewegt sich die Verbindungsstange 12 allmählich entgegen dem Pfeil d (Fig. 1), so daß das vordere Ende der Gabel 12a am Reglergehäuse 4 anliegt (Fig. 3). Gleichzeitig wird der fliegend gelagerte Hebel 16 um den Stift 18 in Richtung des Pfeils j (Fig. 2) gedreht. Die Kraftstoff-Steuerstange wird in Richtung des Pfeils a bewegt, so daß die Kraftstoffzufuhr und damit die Drehzahl des Motors erhöht wird.

Im Lee_rlauf läuft der Motor im Betriebspunkt A. Wird der Hebel 16 parallel in die in Fig. 2 gezeigte Stellung bewegt, so wird die Kraftstoff-Steuerstange 2 plötzlich aus der dem Punkt A in die dem Punkt B entsprechende Stellung bewegt. Darauf dreht sich die Verbindungsstange allmählich entgegen dem Pfeil k (Fig. 2). Der Hebel 16 wird ebenfalls allmählich um den Stift 18 in Richtung des Pfeils j gedreht, so daß sich die Kraftstoff-Steuerstange aus der dem Punkt B in die dem Punkt C entsprechende Stellung bewegt (strichpunktierte Linie). Der Punkt C entspricht dem Vollastbetrieb. Durch die beschriebene Betriebsweise wird eine plötzliche Erhöhung der durch die Kraftstoff-Einspritzpumpe eingespritzten Kraftstoffmenge verhindert, das heißt, es wird kein überschüssiger Kraftstoff zugeführt, wenn der Motor plötzlich beschleunigt wird. Dies ergibt sich daraus, daß bei einem herkömmlichen Regler, bei dem das untere Gelenk 17 des Hebels 16 am Reglergehäuse 4 befestigt ist, der Motor schnell beschleunigt wird, so daß sich die Kraftstoff-Steuerstange 2 schnell vom Punkt A zum Punkt D (strichpunktierte Linie in Fig. 5) in den Vollast-Betriebszustand bewegt.

Die Art der Änderung der Betriebspunkte A, B und C (Fig. 5) bei der oben beschriebenen Betriebsweise des Reglers kann durch

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Änderung der Kraft der Rückholfeder 14 geändert werden. Hierdurch kann der optimale Betriebszustand des Motors erreicht

Wenn der Motor unter Vollast läuft, kommt der fliegend gelagerte Hebel 16 stabil in die in Fig. 3 gezeigte Lage, und zwar derart, daß der Hebel 16 um das Gelenk 18 gedreht wird und sich das vordere Ende 12a an das Reglergehäuse 4 anlegt, und zwar ähnlich wie im Leerlauf, mit der Ausnahme, daß die Drehzahlregelung durch die Regelfeder 9 erfolgt.

Wird der Motor von Vollast verzögert, indem der Hebel 8 in Richtung des Pfeils f (Fig. 4) gedreht wird und in die in Fig. 4 gezeigte Stellung gelangt, so wird die Spannung der Regelfeder 9 vermindert und der Schwenkhebel 5 durch die Gewichte 23 in Richtung 1 (Fig. 4) gedreht. Gleichzeitig dreht sich der Führungshebel 19 in Richtung m (Fig. 4). Der Stift 18 bewegt sich in der gleichen Richtung. Daher wird das obere Ende des Hebels 16 in Richtung des Pfeils η (Fig. 4) gezogen. Das untere Gelenk 17 des fliegend gelagerten Hebels 16 bewegt eicht etwas in Richtung des Pfeils k (Fig. 4). Zu dieser Zeit stößt die Dämpfungsfeder 26 an das obere Ende des Hebels 16. Durch die in Richtung des Pfeile ο (Fig. 4) auf das obere Ende des Hebels 16 wirkende Kraft wird die Bewegung des unteren Gelenks 17 des Hebels 16 in Richtung des Pfeils k (Fig. 4) begrenzt, so daß hier bei der praktischen Anwendung keine Schwierigkeiten auftreten. Die Verbindungsstange 12 wird so gedreht, daß sich das Ende der Gabel 12a an das Reglergehäuse 4 anlegt. Wenn also der Motor verzögert wird, wird das untere Gelenk 17 des fliegend gelagerten Hebels 16 praktisch festgehalten und die durch die Kraftstoff-Einspritzpumpe eingespritzte Kraftstoffmenge wird schnell, verringert.

Fehlt die Dämpfungsfeder 26, so wird, da die Bewegung des unteren Gelenks 17 des Hebels 16 in Richtung des Pfeils k (Fig. 4) nur durch die Startfeder 20 begrenzt wird, diese Begrenzung

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vermindert, so daß der Hebel 16 am oberen Ende stärker als erforderlich in Richtung des Pfeils η (Fig. 4) gezogen wird. Hierdurch wird der zuviel eingespritzte Kraftstoff vermindert und der Motor stillgesetzt.

Da beim erfindungsgemäßen Regler nicht nur eine plötzliche Erhöhung der eingespritzten Kraftstoffmenge verhindert wird, indem das untere Gelenk 17 des Hebels 16 bewegt wird, wenn der Motor schnell beschleunigt wird, sondern auch das untere Gelenk 17 des Hebels 16 in anderen Betriebszuständen des Motors in einer vorherbestimmten Stellung stationär gehalten wird, wird verhindert, daß das Abgas des Motors schwarzen Qualm enthält.

Die Kraft der Dämpf urigsfeder 26 und ihre Stellung gegenüber dem fliegend gelagerten Hebel 16 können nach Wunsch gewählt werden.

Da der erfindungsgemäße Regler mit der Verbindungsstange 12 versehen ist, die das untere Gelenk des Hebels 16 bewegt und nur gedreht wird, wenn der Motor beschleunigt wird, jedoch durch die Dämpfungsfeder 26 an der Drehung gehindert wird, die gegenüber dem Hebel 16 angeordnet ist, wenn sich der Motor In einem anderen Betriebszustand befindet und insbesondere verzögert wird, so daß, wenn der Motor schnell beschleunigt wird, wird eine plötzliche Erhöhung der durch die Kraftstoff-Einspritzpumpe eingespritzten Kraftstoffeenge verhindert und damit verhindert, daß das Abgas schwarzen Qualm enthält« Dies ist möglich, ohne daß andere Arbeitsbedingungen de» Motors beeinflußt werden. Ferner kann der erfindungsgemäße Regler durch einfachen Umbau eines bekannten Reglers hergestellt werden.

Patentanspruch 409851/0357

Claims (1)

1. -V-

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   PATENTANSPRUCH

   Regler für Kraftstoff-Einspritzpumpen zur Einstellung der Kraftstoff-Steuerstange der Pumpe, gekennzeichnet durch eine Verbindungsstange (12) zur Bewegung eines unteren Gelenks (17) eines fliegend gelagerten Hebels (16), der mit der Kraftstoff-Steuerstange (2) verbunden ist, durch eine auf das untere Gelenk des fliegend gelagerten Hebels in einer Richtung wirkende Rückholfeder (14), in der die durch die Kraftstoff-Einspritzpumpe einzuspritzende Kraftstoffmenge vermindert wird, durch eine Startfeder (9)» durch die der fliegend gelagerte Hebel in einer Richtung gedrückt wird, in der die Kraftstoffmenge erhöht wird, und durch eine gegenüber dem fliegend gelagerten Hebel (16) angeordnete Dämpfungsfeder (26), durch die der fliegend gelagerte Hebel in der gleichen Richtung wie durch die Startfeder gedrückt wird, wobei sich bei Beschleunigung des Motors das untere Gelenk des fliegend gelagerten Hebels bewegt.

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