DE2540986A1

DE2540986A1 - Anordnung zum regeln der einspritzmenge einer einspritzbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2540986A1
Application number: DE19752540986
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Ing Kollmann
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1975-09-13
Filing date: 1975-09-13
Publication date: 1977-03-17
Also published as: FR2323885B1; IT1066527B; GB1533757A; FR2323885A1; US4095573A

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft -SW(6)

Stuttgart-Untertürkheim Daim 10 766/4

10.9.75

Anordnung zum Regeln der Einspritzmenge einer Einspritzbrennkraftmaschine

Zum Regeln der Einspritzmenge von Einspritzbrennkraftmaschinen sind neben mechanischen Reglern, bei welchen die mechanische Einwirkung des Leistungshebels, beispielsweise Fahrpedals eines Kraftwagen-Dieselmotors, auf das Stellglied zur Einstellung der Fördermenge einer Kraftstoff-Einspritzpumpe im Leerlaufbereich und im maximalen Enddrehzahlbereich von einem auslenkbare Fliehgewichte aufweisenden Fliehkraftregler her übersteuert wird, während die Verbrennungsluft den Arbeitszylindern der Brennkraftmaschine ungedrosselt mit einem entsprechend günstigen Füllungsgrad zugeführt werden kann, sogen, pneumatische Drehzahlregler bekannt, bei denen der Leistungshebel eine im Saugrohr der Brennkraftmaschine angeordnete Drosselklappe steuert, während das Stellglied der Einspritzpumpe über einen Membranbolzen eines pneumatischen Messwerkes des Reglers gesteuert wird, dessen Unterdruckkammer über eine Unterdruckleitung an eine im Saugrohr an der Stelle der Drosselklappe befindliche Druckabnahmestelle angeschlossen ist. Bei Personenkraftwagen-Dieselmotoren hat man bisher wegen des geringeren Platzbedarfes und des einfacheren Aufbaues sowie niedrigeren Herstellungspreises die vorgenannten pneumatischen Drehzahlregler bevorzugt, von denen ein in der DT-PS 1 069 420 beschriebener der Gattung des Hauptanapruchs der vorliegenden Erfindung entspricht. Indessen werden solche pneumatischen Regelanordnungen den steigenden Ansprüchen, die an die heutigen Dieselmotoren be-

70981 1/0179

- 2 - Daim 10 766/4

züglich Leistung, Anpassung an automatische Getriebe sowie Abgas- und Rauchverhalten gestellt werden, immer weniger gerecht. Zur Vermeidung eines beim schnellen Beschleunigen, d.h.. schnellen Durchtreten des Fahrpedals auftretenden Rußens ist es bei einer jüngeren, in der DT-OS 2 350 224 beschriebenen ähnlichen pneumatischen Regelanlage vorgeschlagen worden, die der Unterdruckkammer abgelegene Seite der Membran des Messwerkes lediglich über eine einstellbare Drosselstelle mit dem Aussenluftdruck zu beaufschlagen. Dadurch ist erreicht, dass der Membraribolzen beim schnellen Beschleunigen und entsprechend schnellen Öffnen der Drosselklappe nicht gleich schnell von der Leerlauffeder des läesswerkes nach aussen und damit das Stellglied der Einspritzpumpe nicht so schnell nach der Vollastmenge hin verschoben werden kann, wie es bei einer ungedrosselten Beaufschlagung der Aussenseite der Membran mit Aussenluft der i"all wäre. Nachteilig ist hierbei jedoch, dass zur richtigen Steuerung der Drosselstelle in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Drosselklappenbetätigung eine komplizierte und aufwendige elektronische Steuereinheit benötigt wird, die nicht nur in der Herstellung teuer, sondern mit ihren zahlreichen empfindlichen Bauteilen auch störanfällig ist. Insbesondere bei den moderneren Personenkraftwagen—Dieselmotoren grösserer Leistung ist man deshalb wieder zu mechanischen Leerlauf-Enddrehzahlreglern zurückgekehrt und hat dabei den grösseren Herstellungsaufwand und Platzbedarf in Kauf genommen.

Da der DurehströiEungsquerschnitt an der Druckabnahmestelle den abgenommenen Druck beeinflusst, ist durch die bisher übliche Druckabnahme für das pneumatische Messwerk vom Bereich der Drosselklappe des Saugrohres im übrigen der weitere Nachteil gegeben, dass sich für jede Drosselklappenstellung ein anderer üaterdruckverlauf über der Drehzahl der Brennkraftmschine einstellt. Es wird also jeder Motordrehzahl eine bestimmte Druckparabel zugeordnet, von der im Reglermesswerk nur ein kleiner

709811/.01 79

- 3 - Daim 10 766/4

Druckbereich verarbeitet wird, woraus weiterhin folgt, dass der bisherige pneumatische Regler nur als Alldrehzahl- bzw. Verstellregler arbeiten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die der Gattung des Hauptanspruchs entsprechende pneumatische Regelanordnung so abzuwandeln und nach Möglichkeit zugleich zu vereinfachen, dass sie trotz eines gegenüber den mechanisch wirkenden Fliehkraftreglern einfacheren und billigeren Aufbaus allen bisher nur von diesen Fliehkraftreglern erfüllten Anforderungen gerecht wird.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemass durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs wiedergegebene Maßnahme gelöst.

Bei einer solchen Ausbildung der Regelanordnung entfällt nicht nur die bisher bei allen pneumatischen Reglern unerlässlich gewesene Drosselklappensteuerung und damit die durch den Drosselklappenwiderstand im Saugrohr unvermeidliche Füllungseinbuße, sondern es ergibt sich dadurch zugleich als Unterdrucksignal für das Hesswerk des pneumatischen Reglers über den gesamten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine eine einzige Unterdruckparabel, so dass sich in Verbindung mit der zusätzlichen Steuerung des Regelhebels vom Leistungshebel bzw. Fahrpedal her eine allen Anforderungen eines Füllungsreglers entsprechende Regelcharakteristik erreichen lässt. Da zur Festlegung des Schaltpunktes eines automatischen Getriebes nicht nur ein Dreh— zahl signal, sondern auch ein Drehmoment signal zur Verfugung steht, ergibt sich ausserdem eine besonders gute Anpassung der Regelanordnung an ein automatisches Getriebe. Trotzdem entfallen die bei mechanischen Reglern auftretenden Geräusche und Schmierungsanforderungen. Das Fehlen einer Drosselklappe vermindert überdies die bei den bisher üblichen pneumatischen

709811/0179

- 4 - Daim 10 766/4

Reglern auftretenden Abstellschwierigkeiten im Falle eines etwaigen Rückwärtslaufes des Dieselmotors, weil die in einem solchen Falle nach der Drosselklappe hin austretenden Abgase an dieser Stelle nicht mehr im Sinne eines Druckaufbaues und einer entsprechenden Vergrösserung der Einspritzmenge gestaut werden können. Es entfallen auch besondere Vorkehrungen zur Einstellung der Kraftstoffmenge für den Start der Brennkraftmaschine, da die Startmenge ohnehin lediglich bei ganz fehlendem Unterdrucksignal und damit bei stehender Brennkraftmaschine möglich ist. Diese Vereinfachung macht es zugleich möglich, gewünschtenfalls, z.B. beim Sommerbetrieb des Personenkraftwagens, das Fahrpedal zum Start nur teilweise durchzutreten und damit die Gefahr eines Blaurauchs beim Start herabzusetzen. Schliesslich eignet sich der Regler der erfindungsgemässen pneumatischen Regelanordnung in gleicher Weise wie der mechanische Fliehkraftregler zur Berücksichtigung von Sonderprogrammen, z.B. als Stufenregler, zur Erzielung geregelter Zwischendrehzahlen für Klimaanlagen usw.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht in der im Patentanspruch 5 wiedergegebenen Maßnahme, weil sich auf diese V/eise jederzeit, d.h. auch schon im untersten Drehzahlbereich, ein allen praktischen Belangen entsprechendes Unterdrucksignal erreichen lässt. Dabei offenbart Anspruch 6 eine weitere, ebenfalls bevorzugte Maßnahme, weil die Einstellbarkeit des Vordruckes im Unterdruckverstärker eine einfache Möglichkeit zur Anpassung des Reglers an unvermeidbare Streuungen des Liefergrades der Brennkraftmaschine und damit des Unterdruckverlaufes im Venturirohr gibt.

Besonders vorteilhaft ist schliesslich auch die mit Anspruch 7 offenbarte Maßnahme, weil sich dadurch eine gegenüber bisher üblichen Bedienungsanordnungen von Dieselmotoren

709811/0179

- 5 - Daim 10 766/4

vereinfachte, etwa den üblichen Vergasermotoren entsprechende Bedienung eines Dieselmotors ergibt.

Andere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch weitere Unteransprüche gekennzeichnet.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen:

Fig. 1 eine stark schematisch gehaltene vereinfachte Gesamtdarstellung der Regelanordnung;

Pig. 2 eine mehr konstruktiv gehaltene Schemadarstellung eines Unterdruckverstärkers der Anlage;

Fig.* 3 ein den Unterdruckverlauf in einer Unterdruckkammer eines pneumatischen Messwerkes der Regelanlage über der Motordrehzahl veranschaulichendes Diagramm;

Fig. 4 eine mehr konstruktiv gehaltene Schnittdarstellung des pneumatischen Reglers der Regelanordnung;

Fig. 5 ein den Regelweg eines Stellgliedes der Einspritzpumpe über der Motordrehzahl und damit die Regelcharakteristik der Regelanordnung veranschaulichendes Diagramm.

Die in Fig. 1 dargestellte Regelanordnung ist zum Regeln der Einspritzmenge eines Personenkraftwagen-Dieselmotors bestimmt, von dem in der Zeichnung lediglich einige im Zusammenhang mit der Regelanordnung wesentliche Bestandteile, so z.B. ein Fahrpedal 1, ein ein Venturirohr 2 enthaltender Abschnitt eines Saugrohres 3 fur die Verbrennungsluft und eine Einspritzpumpe 4 für den unmittelbar in die Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine einzuspritzenden Kraftstoff, schematisch angedeutet sind.

Die gemäss dem Ausführungsbeispiel als übliche Stempelpumpe

709811/0179

- 6 - Daim 10 766/4

ausgebildete Einspritzpumpe 4 weist in ihrem oberen Bereich eine als Zahnstange ausgebildete Regelstange 5 auf, durch deren Längsverschiebung die einzelnen Stempel im Sinne einer entsprechenden Bemessung der Fördermenge an Kraftstoff verdreht werden können. Die dargestellte Regelstange 5 kann von einer der Nullförderung entsprechenden Stopstellung 6 über eine Vollast st ellung 7 bis in eine Startstellung 8 verschoben werden und ist zu diesem Zweck über eine an ihrem (gemäss Fig. 1) rechten Ende befindliche Anlenkstelle 9 an einen gestreckten Regelhebel 10 angelenkt, dessen Lagerstelle 11 sich am freien Ende eines seinerseits ortsfest gelagerten Winkelhebels 12 befindet, dessen freier Hebelarm in der Schemadarstellung zugleich das Fahrpedal 1 bildet. Selbstverständlich ist der Winkelhebel 12 bei einer praktischen Ausführung der Regelanordnung lediglich über ein entsprechendes Zwischengestänge mit dem im Fahrgastraum befindlichen Fahrpedal gekuppelt. Eine weitergehende Beschreibung der eigentlichen Einspritzpumpe 4, deren Stempel in üblicher V/eise von einer laotorgetri ebenen Nockenwelle her angetrieben werden, erübrigt sich in diesem Zusammenhang.

Der Regelhebel 10 weist zwischen seinen Enden eine Angriffsstelle 13 für einen Membranbolzen 14 eines nachstehend noch näher beschriebenen Messwertes 15 auf, durch welches er in der ersichtlichen Weise parallel zur Regelstange 5 längsverschoben werden kann. Durch die als Lagersteile ausgebildete Angriffsstelle 13 wird der Regelhebel 10 in zwei Hebelarme 10a und 10b unterschiedlicher Längen unterteilt, womit unter Berücksichtigung des in einem üblichen Reglerteil einer Einspritzpumpe vorhandenen Raumes ermöglicht ist, dass der Regelhebel 10 bei seiner ausgezogen dargestellten einen Grenzstellung, bei der sich das Fahrpedal 1 in seiner ausgezogen dargestellten Vollaststellung V befindet, bei der sich zugleich der Membranbolzen in seiner ebenfalls ausgezogen dargestellten aussersten Ausgangs-

709811/0178

- 7 - Daim 10 766/4

• stellung befindet, die Regelstange 5 in ihre der grös st möglichen Einspritzmenge entsprechende Startstellung 8 bringt, und zugleich bei der in Fig. 1 gestrichelt angedeuteten Leerlaufstellung L des Fahrpedals 1 in seiner ebenfalls gestrichelt angedeuteten anderen Grenz st ellung die Regelstange 5 in ihre gemäss Fig. 1 am weitesten rechts befindliche Stopstellung 6 bringt, bei der kein Kraftstoff gefördert wird. Bei dieser Stellung ist zugleich angenommen, dass die mit dem Membranbolzen 14 verbundene Membran 16 durch einen in nachstehend noch erläuterter Weise in einer Unterdruckkammer 17 des Messwerkes 15 herbeigeführten Unterdruck entgegen der Kraft darin befindlicher Federn, von denen in Fig. 1 der Einfachheit halber lediglich eine Leerlauffeder 18 dargestellt ist, in die in Fig. 1 ebenfalls gestrichelt angedeutete Stellung gespannt wird und dadurch die Regelstange in der Stopstellung 6 festhält.

In Verbindung mit der Vollast st ellung des Fahrpedals 1 ist in Fig. 1 schliesslich noch eine weitere Stellung des Regelhebels 10 strichpunktiert angedeutet, die sich ergibt, wenn der Dieselmotor bei der ausgezogen dargestellten Fahrpedalstellung mit seiner Vollastdrehzahl umläuft. Die entsprechende Vollaststellung 7 der Regelstange 5 ergibt sich dabei dadurch, dass sich an der Membran 16 ein nachstehend noch erläuterter betriebsmässxger Differenzdruck einstellt, durch den die Membran 16 die in Fig. 1 strichpunktiert angedeutete Stellung einnimmt. Es leuchtet weiterhin ein, dass der Regelhebel 10 aus der strichpunktiert dargestellten Stellung im Falle einer Schwenkung des Fahrpedals 1 aus der vorgenannten Vollaststellung nach seiner Leerlaufstellung hin zwischen der Vollast- und der Stopstellung 7 bzw. 6 der Regelstange 5 geschwenkt wird und dadurch auch beliebige Teillaststeilungen der Regelstange 5 eingestellt werden können, solange der Mem-

7098 11/01 7-9

- 8 - Daim 10 766/4

branbolzen 14 nicht etwa aufgrund eines entsprechend grossen Unterdruckes in der Unterdruckkammer 17 zusätzlich nach rechts - im Sinne einer Nullförderung der Einspritzpumpe - gezogen wird.

Während (gemäss Pig. 1) links der Membran 16 der atmosphärische Aussendruck wirkt, wirkt anderseits derselben ein Druck, der in der Unterdruckkammer 17 über eine dort angeschlossene Unterdruckleitung 19 erzeugt wird. Die Unterdruckleitung 19 geht von einem Dreiwege-Steuerventil 20 aus, dessen (nicht dargestellter) Ventilkörper zugleich Bestandteil eines Zündschlosses 20a ist und über einen Zündschlüssel 20b in nicht besonders dargestellter Weise in drei verschiedene Stellungen, und zwar in eine Anlaß st ellung, eine Fahrst ellung und eine Abstellstellung schwenkbar ist. Dabei ist die Unterdruckleitung 19 über das Dreiwege-Steuerventil 20 bei der Anlaßstellung des Ventils über eine weitere Leitung 21 an die atmosphärische Aussenluft, bei der Fahrstellung des Ventils über eine andere Unterdruckleitung 22 an einen nachstehend näher beschriebenen Unterdruckverstärker 23 und bei der Abstellstellung des Ventils über eine wiederum andere Unterdruckleitung 24 an eine Unterdruckpumpe 25 des Personenkraftwagens angeschlossen. Es leuchtet ein, dass sich die Membran 16 bei der Anlaßstellung des Zündschlosses und entsprechend gleicher beiderseitiger Druckbeaufschlagung aufgrund der an ihr wirksamen Kraft der Leerlauffeder 18 in der in Fig. 1 ausgezogen dargestellten äussersten Stellung befindet, bei der sich auch der Membranbolzen 14 in seiner ausgezogen dargestellten Ausgangsstellung befindet, und dass bei der Abstellstellung des Zündschlosses an der Membran 16 der volle Unterdruck der Unterdruckpumpe 25 wirkt und die Membran 16 mit einer entsprechend grossen Kraft in die Unterdruckkammer 17 hineinzieht.

70981 1/0179

- 9 - Daim 10 766/4

Der Unterdruckverstärker 23 ist über eine Zweigleitung 26 ebenfalls an die Unterdruekpumpe 25, ausserdem aber noch über eine weitere Leitung 27 an das Venturirohr 2 angeschlossen. Gemäss Fig. 2 wirkt der über das Venturirohr 2 abgenommene Druck im Saugrohr über die Leitung 27 auf eine in einer Eintritt skammer 28 des Unterdruckverstärkers 23 befindliche Membran 29» die anderseits vom Aussenluftdruck beaufschlagt ist. Ein an der Membran 29 axial befestigter Bolzen 30 durchsetzt eine entsprechende Aussenluftkammer 31 des Unterdruckverstärkers 23 bis zu einem Membranventil 32, welches eine mit der Unterdruckleitung verbundene Austrittskammer 33 des Unterdruckverstärkers 23 gegenüber der Zweigleitung 26 abschliessen kann, die über die Unterdruckleitung 24 zur Unterdruckpumpe 25 führt (vgl. Pig. 1).

Die Wirkungsweise des Unterdruckverstärkers 23 bei zunehmendem Unterdruck in der Leitung 27 ergibt sich ohne weiteres aus den Darstellungen der Fig. 1 und 2i

Steigt der Unterdruck in der Leitung 27 bei zunehmender Motordrehzahl in bekannter Weise mit dem Quadrat der Motordrehzahl, dann bewirkt der entsprechend vergrösserte Unterdruck in der Eintrittskammer 28 ein Öffnen des Membranventils 32 gegenüber der Zweigleitung 26, womit auch der Unterdruck in der anschliessenden Unterdruckleitung 22 und damit - bei der Fahrstellung des Dreiwege-Steuerventils 20 - über die Unterdruckleitung 19 auch der in der Unterdruckkammer 17 befindliche Unterdruck so lange auf einen gegenüber dem Druck in der Eintrittskammer 28 grosseren Wert gehalten wird, bis der an der Membran des Membranventile 32 wirksame, entsprechend vergrösserte Unterdruck über den Bolzen 30 die Membran.29 bis zur Schließstellung des Membranventils 32 nachzieht.

709811/0179

- 10 - Daim 10 766/4

Im übrigen ist das Membranventil 32 in bekannter Weise als Doppelventil ausgebildet, welches in nicht besonders dargestellter Weise bei Überschreitung eines bestimmten Schliessdruckes gegenüber der Zweigleitung 26 nunmehr eine Verbindung von der Aussenluftkammer 31 nach der Austrittskammer 33 hin öffnet. Sinkt der Unterdruck in der Eintrittskammer 28 aufgrund einer entsprechend verminderten Mot or drehzahl, dann wirkt auf den Bolzen 30 ein entsprechend grö'sserer Druck, der nunmehr zu einer Verbindung der Aussenluftkammer 31 niit der Austrittskammer 33 - und damit zu einem proportionalen Absinken des Unterdruckes in der Austrittskammer 33 und auch in der Unterdruckkammer 17 - führt. Diese Verringerung des Unterdruckes in der Unterdruckkammer 17 erfolgt so lange, bis sich das Membranventil 32 aufgrund eines erneuten Druckausgleiches im Unterdruckverstärker 23 wieder schliesst. Damit gewährleistet der Unterdruckverstärker 23 aber zugleich, dass sich in der Austritt skanmer 33 ein gegenüber dem Druck in der Eintrittskammer 28 proportional grösserer Unterdruck einstellt.

Fig. 3 veranschaulicht diesen Zusammenhang in einem Diagramm, aus welchem über der Motordrehzahl η ./min einerseits der unmittelbar vom Venturirohr 2 gegebene Unterdruckverlauf und anderseits der durch den Unterdruckverstärker 23 vergrösserte Unterdruckverlauf in jeweils ausgezogenen Kurven U₁ und U₂ ersichtlich ist. Dabei zeigt der Unterdruck UI am Abszissenanfang zugleich den vore ingest eilt en Unterdruck an, der siah. in der Austrittskammer 33 bei in der Eintrittskammer 28 herrschendem Atmosphärendruck einstellt. Beide Kurven U₁ und U„ sind jeweils Bestandteile einer Parabel.

Aus Fig. 2 ist weiterhin ersichtlich, dass an der dem Bolzen 30 gegenüberliegenden Seite der Membran 29 noch eine Zugfeder 36 angreift, die anderseits am freien Ende einer

709811/0179

_ 11 - Daim 10 766/4

durch das Gehäuse des Unterdruckverstärkers 23 nach aussen führenden Einstellschraube 37 gehalten ist. Durch Verschrauben der Einstellschraube 37 kann der voreingestellte Unterdruck Ui und damit der Verlauf der Kurve U₂ vergrössert oder verringert werden, wie es in Fig. 3 gestrichelt angedeutet ist. Damit ergibt sich eine einfache Möglichkeit zur Anpassung der Regelung an unterschiedliche Unterdruckwerte aufgrund der unvermeidbaren Streuung des Liefergrades des Motors und damit des Unterdruekverlaufes im Venturirohr 2.

Aus der mehr konstruktiv gehaltenen Darstellung der Fig. ist ersichtlich, dass das Messwerk 15 der Regelanordnung in seiner Unterdruckkammer 17 über die Leerlauffeder 18 hinaus noch zwei weitere Federn, nämlich eine Angleichfeder 38 und eine Endregelfeder 39 aufnimmt. Diese Federn sind in den beiden gegenüberliegenden Endbereichen einer axialen Bohrung 40 eines Kolbens 41 geführt, der seinerseits entlang einer in der Unterdruckkammer 17 axial zum Membranbolzen 14 verlaufenden zylindrischen Führung 42 verschiebbar ist. Dabei ist die Angleichfeder 38 von einem Stempel 43 durchsetzt, der membranseitig mit einem Aussenbund 43' zur dortigen Abstützung der Angleichfeder 38 dient, die anderseits an einer Zwischenwand 44 des Kolbens 41 abgestützt ist. Der Stempel 43 durchsetzt die Zwischenwand 44 in einer axialen Bohrung und weist an seinem dortigen Ende einen an der Zwischenwand 44 abgestützten Aussenbund 45 auf. Überdies sorgen den Aussenbund 43* und die Zwischenwand 44 durchsetzende kleine Bohrungen 46 und 47 für einen Druckausgleich zwischen der an die Unterdruckleitung 19 angeschlossenen Unterdruckkammer 17 und den beiderseits der Zwischenwand 44 befindlichen Teilen der Bohrung 40.

Wie aus Fig. 4 weiterhin hervorgeht, weist der Kolben 41 an seinem der Membran 16 abgelegenen Ende noch einen an der einen Gehäusebestandteil des Messwerkes 15 bildenden zylin-

709811/017 9

- 12 - Daim 10 766/4

drisdien Führung 42 abgestützten Aussenbund 48 auf, während die Endregelfeder 39 mit ihrem der Zwischenwand 44 abgelegenen Ende am dortigen Gehäuseboden 49 des Liesswerkes 15 abgestützt ist. Dabei sind sowohl die Angleichfeder 38 als auch die Endregelfeder 39 in der Bohrung 40 mit einer gewissen Vorspannung aufgenommen, die erforderlich ist, damit beim Betrieb der Regelanordnung die angestrebte, aus Fig. 5 ersichtliche Regelcharakteristik eines Füllungsreglers erzielt werden kann, Gemäss dieser Regelcharakteristik ist angestrebt, dass die Regelstange 5 der Einspritzpumpe 4 nach dem Anlassen des Dieselmotors bei in Vollaststellung V befindlichem Fahrpedal 1 aus ihrer Startstellung 8 mit maximaler Einspritzmenge sogleich in ihre Vollaststellung 7 zurückgeholt wird, solange das Fahrpedal 1 in seiner Vollaststellung gehalten wird, bei der der Winkelhebel 12 im übrigen an einer im Gehäuse der Einspritzpumpe 4 geführten einstellbaren Anschlagschraube 50 anliegt. Natürlich wird der das Fahrpedal 1 Bedienende nach dem Anlassen des ausgekuppelten Dieselmotors das Fahrpedal 1 sogleich freigeben, womit dieses aufgrund der Kraft einer nicht dargestellten üblichen Rückstellfeder in seine auch in Fig. 4 gestrichelt angedeutete Leerläufstellung L schwenkt» bei der die lagerstelle 11 des Regelhebels 10 entsprechend ihrer Leerlaufstellung L' an einem Leerlaufanschlag 51 der Einspritzpumpe 4 anliegt·* Hies fü&rfc dazu, dass der Regelliebel 10 die Regeln stange 5 w>tite,r zurückzieht, und zwar zumindest so weit, dass sich deren jlÄenk^teile 9 (vgl· Fig. 1) nunmehr - im Falle einer miniisgtIlLeift Leerlauf drehzahl - in einer Stellung 52 befindet, bei der dia maximale. Leerlaufmenge an Kraftstoff eingespritzt wird.

Es mag goo, dieser Stelle darauf hingewiesen werden, dass sich die iUagriffsatelie 13 des Membranbolzens 14 am Regelhebel 10 bei diener li&§1i ellung gegenüber der Membran 16 weiter aus s erhalb aJis. bei <i@3r vorstehend' erläuterten Anlaß st ellung

♦09811/0179

- 13 - Daim 10 766/4

befindet. Während die äusserste Stellung des Membranbolzens 14 durch, die Abstützung der Membran 16 an einer den Membranbolzen 14 führenden Buchse 53 gegeben ist, ergibt sich die Startstellung des Regelhebels 10 einerseits durch den Anschlag des Winkelhebels 12 an der Anschlagschraube 50 und anderseits durch das Ende der Beweglichkeit der Regelstange 5 in Richtung einer Vergrösserung der Einspritzmenge in der Startstellung 8. Infolgedessen kann sich bei der Anlaßstellung zwangsläufig eine gewisse, in Pig. 4 angedeutete Verschiebung des Membranbolzens 14 in die Unterdruckkammer 17 hinein ergeben.

Sobald sich die Leerlaufdrehzahl mit wärmer werdendem Dieselmotor und entsprechender Verminderung der Reibungswiderstände erhöht, vergrössert sich gemäss Fig. 3 auch der Unterdruck am Venturirohr 2 und damit in der Unterdruckkammer 17, was dazu führt, dass nunmehr der ausserhalb d"er Unterdruckkammer 17 auf die Membran 16 wirkende Aussenluftdruck die Membran 16 entgegen der Kraft der Leerlauffeder 18 gemäss Fig. 4 nach rechts verschiebt, was im Wirkungsbereich der Leerlauffeder 18 bis zum Anschlag des mit der Membran 16 verbundenen inneren Endes des Membranbolzens 14 am Aussenbund 43^f des Stempels 43 möglich ist. Hierdurch wird der mit seiner Lagerstelle 11 weiterhin am Leerlaufanschlag 51 befindliche Regelhebel 10 gemäss Fig. 4 im Uhrzeigersinn geschwenkt und die Regelstange 5 entsprechend weiter nach ihrer Stopstellung hin verschoben. Dabei ist die Charakteristik der Leerlauffeder 18 selbstverständlich so auf den Leerlauf weg w-r des Membranbolzens 14 abgestimmt, dass die damit bei der Leerlaufstellung L des Fahrpedals 1 ermöglichten Einspritzmengen der Einspritzpumpe 4 die Leistung des Dieselmotors entsprechend gedrosselt halten.

Wird das Fahrpedal 1 nunmehr aus der Leerlaufstellung L

709811/017 9

- H - Daim 10 766/4

heraus betätigt, dann wird dadurch die Angriffsstelle 13 des Membranbolzens 14 zunächst zu einer Schwenkachse für den Regelhebel 10, dessen lagerstelle 11 nunmehr gemäss Fig. 4 nach rechts wandert, wodurch zugleich die Regelstange 5 aus ihrer beispielsweise vorher eingenommenen maximalen Leerlaufstellung 52 nach links, d.h. nach ihrer Vollast st ellung 7 hin verschoben wird. Die dadurch herbeigeführte Vergrösserung der Einspritzmenge führt zu einem entsprechenden Drehzahlanstieg des Dieselmotors mit gleichsinnigem Anstieg des Unterdruckes im Venturirohr 2 und in der Unterdruckkammer 17. Indessen ist die Vorspannung der Angleichfeder 38 so bemessen, dass eine weitere Einwärtsbewegung des vorher am Aussenbund 43' des Stempels abgestützten Membranbolzens 14 erst dann möglich wird, wenn der Unterdruck in der Unterdruckkammer 17 einen aus Fig. 3 ersichtlichen Wert 54 überschreitet, dem eine bestimmte, dem nachstehend noch erläuterten "Angleichbeginn¹¹ entsprechende Motordrehzahl 55 zugeordnet ist. Mit daraufhin weiter zunehmender Motordrehzahl steigt nämlich bei den vom beschriebenen Ausführungsbeispiel betroffenen Kolben-Einspritzpump em die Fördermenge drehzahlabhängig etwas an, ohne dass dabei die Regelstange nach einer grösseren Fördermenge hin verschoben werden würde. Diese unerwünschte Vergrösserung der Einspritzmenge bei unveränderter Stellung des Fahrpedals 1 mit zunehmender Drehzahl wird dadurch verhindert, dass auf den Angleichbeginn mit höherer Drehzahl ein Angleichbereich 56 folgt, bei dem die Eiaspritzmenge mit zunehmender Drehzahl dadurch gleich gross gehalten wird, dass nunmehr der Membranbolzen mit zunehmendem Unterdruck in der Unterdruckkammer 17 den Stempel 43 entgegen der Kraft der Angleichfeder 38 um einen entsprechenden Angleichweg w. verschieben kann, was zu einer entsprechenden Schwenkbewegung des Regelhebels 10 im Uhrzeigersinn und damit zu einer entsprechenden Verschiebung der Regelstange 5 nach deren Stopstellung 6 hin führt.

709811/0179

- 15 - Daim 10 766/4

Aus vorstehendem ergibt sich, also, dass sich die Motordrehzahl zwischen dem Leerlaufbereich 57 (Fig. 3) und der maximalen Drehzahl 58 des Angleichbereiches 56 bei unverändert bleibender Stellung des Fahrpedals 1 jeweils entsprechend der Hotorbe— lastung ohne jegliche Änderung der eingespritzten Kraftstoffmenge verändern kann. Es kann somit die eingespritzte Kraftstoffmenge - und damit die "Füllung" der Arbeitszylinder - im normalen Fahrbereich allein durch eine entsprechende Einstellung des Fahrpedals 1 gewählt werden, was in Fig. 5 durch die im wesentlichen waagerecht verlaufenden Kurven 59a bis 59e angedeutet ist, von denen jede einer bestimmten Last einst ellung des Fahrpedals 1 zwischen dessen Leerlaufst ellung L und Volllast st ellung Y entspricht.

Sofern die Motordrehzahl über die am Ende des Angleichbereiches 56 erreichte, maximal im Bauerbetrieb zulässige Drehzahl 58 hinaus ansteigen sollte, steigt auch der Unterdruck im Venturirohr 2 und in der Unterdruckkammer 17 weiter an, ims nunmehr zur Folge hat, dass die am linken Ende des Kolbens 41 anliegende Membran 16 denselben entgegen der Kraft der End— regelfeder 39 nach rechts verschiebt, was nach Zurücklegung des einem Endregelbereich 60 der Hegel charakteristik gemäss Fig. 5 zugeordneten Endregelweges w„ (Fig. 4) schliesslich dazu führt, dass der Regelhebel 10 selbet bei in seiner Volllaststellung Y befindlichem Fahrpedal 1 die Regelstange 5 ganz in ihre Stopstellung 6 zurückzieht.

Soll der Dieselmotor abgestellt werden, dann wird in der bereits erläuterten Weise das Zündschloss 20a in die Abstellstellung gebracht, bei der die Unterdruckkammer 17 gemäss Fig. 1 über die Unterdruckleitungen 19 und 24 unmittelbar

709811/0179

- 15 - üaim 10 JdG/h

an die Unterdruckpumpe 2^ des Fahrzeuges angeschlossen ist. Dadurch wird die Membran 16 in gleicher Weise wie in dem vorgenannten Endregelbereich 60 ganz in die Unterdruckammer 17 hineingezogen und die Regelstange 5 in der bereits beschriebenen Weise in ihre Stopstellung 6 gebracht.

Die vorstehende Zusammenwirkung des Regelhebels 10 mit der Regelstange 5, dem Membranbolzen 1h und dem Fahrpedal 1 ergibt sich im übrigen dadurch, dass die Angriffsstelle 13 ties Membranbolzens I^ am Regelhebel 10 bei der Ausgangsstellung des Membranbolzens 14 gemä(3 Fig. 4, etwa auf der dick ausgezogen dargestellten Verbint.-n.^slini e 10'a zwischen der Vollaststellung V der genannten Lagerstelle 11 und der Startstellung 8 der Anlenkstelle 9 des Regelhebels 10 und zugleich etwa auf der gestrichelt dargestellten Verbindungslinie 10'b zwischen der Leerlaufstellung L¹ der Lagerstelle und der maximalen Leerlaufstellung 52 der Anlenkstelle 0 und bei der Endstellung des Membranbolzens 1^ auf der strichpunktiert dargestellten Verbindung ' '"nie 10'c zwischen der Vollaststellung V- der Lagerstelle 11 und der Stopstellung 6 der Anlenkstelle <J liegt.

Aus vorstehendem ergibt sich weiterhin, dass die in Fig. k dargestellte Konstrukiton des Messwerkes bereits einer bestimmten Konstruktion der Einspritzpumpe k zugeordnet ist. Selbstverständlich eignet sich die erfindungsgemässe Regelanordnung aber auch für Einspritzvorrichtungen mit anderen Einspritzpumpen, beispielsweise Membranpumpen, in welchem Falle das Messwerk der Fördercharakteristik dieser Pumpe zuzuordnen ist. Weiterhin ist es auch denkbar, dass bei einer vereinfachten Ausführung der Regelanordnung auf die beim beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgesehene Unterdruckverstärkung verzichtet werden kann.

Patentansprüche

7098 11/0179

Claims

Air

Daimler-Benz Aktiengesellschaft -SW(6)

Stuttgart-Untertürkheim Daim 10 766/4

Pat entanspräche

■^ 1.) Anordnung zum Regeln der Einspritzmenge einer Einspritzbrennkraftmaschine, insbesondere eines Personenkraftwagen-Dieselmotors, bei der ein Stellglied zum Einstellen der Fördermenge einer Kraftstoff-Einspritzpumpe von einem parallel zur Verstellrichtung des Stellgliedes längsverschiebbaren Liembranbolzen eines pneumatischen Messwerkes her über einen gestreckten Regelhebel verstellbar ist, wobei eine einerseits der anderseits vom Aussenluftdruck beaufschlagten Membran befindliche und von einer die Membran nach aussen vorspannenden Leerlauffeder durchsetzte Unterdruckkammer des Hesswerkes über eine Unterdruckleitung an ein von der gesamten Verbrennungsluft durchströmtes Venturirohr im Saugrohr der Brennkraftmaschine angeschlossen ist und der Schwenkpunkt des Regelhebels über einen vom Leistungshebel, z.B. Pahrpedal, der Brennkraftmaschine her betätigbaren 'feil zusätzlich innerhalb der Schwenkebene des Eegelhebels verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelhebel (10) mit seinem dem Stellglied (Regelstange 5) abgelegenen Ende an dem als Betätigungshebel (Winkelhebel 12) ausgebildeten Teil gelagert und von dieser Lagerstelle (11) her etwa in gleichem Umfange wie von der in seinem Mittelbereich befindlichen Angriffsstelle (13) des Membranbolzens (14) her parallel zu dessen Verstellrichtung mit zunehmender Leistungseinstellung in Richtung der Membranbolzenbewegung bei zunehmendem Unterdruck im Venturirohr (2) verstellbar ist, und dadurch, dass der Durchströmungsquerschnitt des Venturirohres (2) und damit in an sich bekannter Weise auch der des Saugrohres (3) der Brennkraftmaschine undrosselbar ist.

709811/0179

A?

¹^ Daitn 10 7G6/k
2. Anordnung nnch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelweg des Membranbolzens (1h) von dessen in bezug auf die Unterdruckkammer (17) des Messwerkes (1 *>) äusserstur Ausgangsstellung mit zunehmendem Unterdruck in einen Leerlaufweg (w ) entgegen der alleinigen Wirkung einer Lerrlauffeder (18), einen anschliessenden Angl'-ichweg (w ) mit zusätzlicher Gegenwirkung einer Angleichf .t.'er (38) und einen darauffolgenden, bis zu seiner Endatellung führenden Endregelweg (w_) mit einer

It»

weiterhin entgegenwirkenden Endregelfeder (39) unterteilt ist.
3.Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Angriffsstelle (13) des Membranbolzens (1k) am Regelhebel (1O) bei der Ausgangsstellung des Membranbolzens ( 1 *0 etwa auf der Verbindungslinie (10'a) zwischen der Vollaststellung (V) der genannten Lagerstelle (ii) und der Startstellung (8) der Anlenkstelle (9) des Regelhebels (1O) und zugleich etwa auf der Verbindungslinie (lO'b) zwischen dor Leerlaufstellung (L¹) der Lagerstelle (11) und der maximalen Leerlaufstellung (52) der Anlenkstelle (9) und bei der Endstellung des Membranbolzens (i'O auf der Verbindungslinie (iO*c) zwischen der Vollaststellung (V¹) der Lagerstelle (11) und der Stopstellung (6) der Anlenkstelle (9) liegt (Fig. h).
k. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vollaststellung (V¹). des Betätigungshebels (Winkelhebel 12) mittels einer im Gehäuse der Einspritzpumpe (k) geführten Anschlagschraube ("50) einstellbar ist.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der vom Venturirohr (2) zum Messwerk (15) führenden Unterdruckleitung (27_f 22, 19) motorseitig ein

70981 1/0179

Daim 10 766/4

seinerseits an eine Unterdruckpumpe (25) der Brennkraftmaschine angeschlossener an sich bekannter Unterdruckverstärker (23) und reglerseitig ein Dreiwege-Steuerventil (20) vorgesehen sind, mittels welchem der reglerseitige Teil (19) der Unterdruckleitung (27, 22, 19) wahlweise mit dem zum Unterdruckverstärker (23) führenden Teil (22) der Unterdruckleitung (27, 22 19), unmittelbar mit der Unterdruckpumpe (25) oder mit der äusseren Atmosphäre verbindbar ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine an einer Membran (29) des Unterdruckverstärkers (23) angreifende und den in diesem wirksamen Vordruck bestimmende Zugfeder (36) in ihrer Zugkraft einstellbar ist.
7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dreiwege-Steuerventil (20) zugleich Bestandteil eines Zündschlosses (20a) ist, dessen Schlüssel (20b) wahlweise aus einer Abstellstellung, bei der das Messwerk (15) an die Unterdruckpumpe (25) angeschlossen ist, in eine Anlaßstellung, bei der das I.lesswerk (15) an die äussere Atmosphäre angeschlossen ist, und in eine Fahrstellung drehbar ist, bei der das Messwerk (15) über den Unterdruckverstärker (23) an das Venturirohr (2) des Saugrohres (3) angeschlossen ist.

70981 1/0179