DE2845096C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Drehzahlregler nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem durch die DE-OS 22 56 209 bekannten Dreh­ zahlregler dieser Art erfolgt die Veränderung der Grundeinstellung durch einen Gleichstrommotor, auf dessen Welle ein Hebel starr befestigt ist, der seinerseits über ein Gestänge mit einem der Arme eines zweiarmigen Einstellhebels verbunden ist, an dessen anderem Hebelarm sich die Achse des schwenkbaren Reglerhebels befindet. Dieser Hebel wird von einer Stellmuffe um die Achse geschwenkt, wobei unmittelbar auf die Stellmuffe eine Regelfeder einwirkt. Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß zwischen Stellmotor und Achse ein aufwendiges Übertragungsgestänge vorgesehen ist mit mehreren Gelenk­ punkten, deren Bewegungsspiel als Totweg in die Übertragung eingeht und damit zugleich auch in nachteiliger Weise eine nicht unwesent­ liche, unkontrollierte Verstellung der Lage der Achse zuläßt, die jedoch genauestens einzustellen sein soll. Dies wird zudem gefördert durch den Umstand, daß alle Teile, der Reglerhebel, der Zwischen­ hebel und das Gestänge keiner vorspannenden Kraft ausgesetzt sind. Es ergibt sich somit eine unerwünschte Ungenauigkeit der Einstellung und Hysterese bei der Verstellung der Grundeinstellung.

Durch die DE-AS 19 10 112 ist ferner ein Drehmagnetsystem bekannt, mit einem Drehmagneten, dessen Stellwelle unmittelbar mit einem als Mengenverstellorgan dienenden Ringschieber bei einer Verteilerkraft­ stoffeinspritzpumpe verbunden ist. Hier erfolgt die Mengenein­ stellung und damit auch die Grundeinstellung grundsätzlich auf elektrischem Wege durch entsprechene Ansteuerung des Drehmagneten.

Bei einer anderen Korrektureinrichtung der Grundeinstellung bei einer im wesentlichen mechanisch geregelten Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß DD-PS 96 759 ist ein Übertragungsgestänge zwischen Reglerhebel und Mengenverstellorgan als Prallelogrammgestänge ausgebildet, daß durch einen elektrischen Stellmotor durch Veränderung einer diagona­ len Länge mehr oder weniger gestreckt werden kann. Auch hier ergeben sich die zur eingangs genannten Schrift angegebenen Nachteile.

Aufgabe der Erfindung ist es, in Weiterbildung der gattungsgemäßen Merkmale einen Drehzahlregler einer Kraftstoffeinspritzpumpe zu schaffen, bei dem auf einfache Weise eine sehr genaue, schnell änderbare und möglichst hysteresearme Einstellung erzielt wird. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1, 3 und 6 gelöst. Mit der erfindungsgemäßen Lösung gemäß Kenn­ zeichen des Patentanspruchs 1 ergibt sich vorteilhaft eine hysteresefreie Verstellung der Grundeinstellung, wobei selbst mit spielbehafteter Lagerung des Reglerhebels dieses Spiel durch die einseitige Momentenbeaufschlagung seitens der drehzahlabhängigen Kraft und der Rückstellkraft ausgeschaltet wird. Es ergibt ins­ besondere die Ausgestaltung nach Anspruch 2 eine vorteilhafte Ein­ griffsmöglichkeit, die sehr direkt auf das Fördermengenverstellorgan wirkt und die Zahl von möglicherweise spielbehafteten und sich auf das Einstellergebnis auswirkenden Lagerstellen auf ein Minimum redu­ ziert. Während des Betriebs sich ergebende Störgrößen der Regelung werden schnell eliminiert.

Gemäß Patentanspruch 3 wird mit denselben Vorteilen ein Eingriff in den Freiheitsgrad der Schwenkbewegung des Reglerhebels genommen, womit in einfacher Weise eine Begrenzung der Höchstkraftstoffein­ spritzmenge bzw. der momentan zulässigen Kraftstoffeinspritzmenge erzielt werden kann. Die erfindungsgemäße Lösung gemäß Patent­ anspruch 6 ermöglicht einen Eingriff im Bereich der Wirksamkeit des Drehzahlreglers durch Änderung der Einstellung einer Regelfeder des Drehzahlreglers, was hier ebenfalls unter Einsparung spielbehafteter Übertragungen oder Lagerstellen erfolgt.

Fünf Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

In Fig. 1 sind die für die Beschreibung der Erfindung wesentlichen Teile einer Kraftstoffeinspritzpumpe mit Drehzahlregler dargestellt. Ein Pumpenkolben 1 wird durch einen Nockenrieb 2 in eine hin- und hergehende und gleichzeitig rotierende Bewegung versetzt. Eine vom nicht dargestellten Pumpenarbeitsraum abzweigende Boh­ rung 3 wird durch eine an sich ruhende aber über den Regler axial verschiebbaren Steuerschieber 4 zur Bestim­ mung der Einspritzmenge gesteuert. Die Einspritzung fin­ det so lange statt, wie beim Druckhub des Pumpenkolbens 1 die Bohrung 3 durch den Steuerschieber 4 gesperrt wird und erst wenn die Bohrung 3 aus dem Steuerschieber 4 austaucht, kann durch weitgehendes druckloses Abströmen des Kraftstoffs aus dem Pumpenarbeitsraum über die Boh­ rung 3 eine Entlastung stattfinden, die die Einspritzung beendet.

Der Drehzahlregler weist einen Regelhebel 5 auf, der auf einer Achse 6 gelaget ist und an dem eine Regelfeder 7 angreift. Die Regelfeder 7 ist einerseits an einem Bol­ zen 8 aufgehängt, zwischen dem und dem Regelhebel 5 eine Regelfeder 9 angeordnet ist. Auf der anderen Seite hängt die Regelfeder 7 an einem Zapfen 10, der exzent­ risch auf einer Welle 11 befestigt ist, die über einen Verstellhebel 12 im Gehäuse 13 des Reglers verdrehbar ist. Dieses Gehäuse 13 ist an ein Zwischengehäuse 14 ge­ schraubt, welches wiederum am Gehäuse 15 der Einspritz­ pumpe befestigt ist. Mit dem Pumpenkolben wird ein Dreh­ zahlversteller 16 angetrieben, bei dem durch Fliehge­ wichte 17 eine Verstellmuffe 18 verschoben wird, welche an einem Starthebel 19 angreift. Sobald nach dem Start der Brennkraftmaschine über den Drehzahlversteller 16 der Starthebel 19 entgegen einer Startfeder 20 verschoben wir, stößt dieser auf den Regelhebel 5, so daß in Art eines Schleppgliedes Kraftschluß zwischen diesen beiden Hebeln besteht. Am Starthebel 19 ist über eine Kugel 21 der Steuerschieber 4 an den Regler gekoppelt. Die Grund­ funktion dieses Reglers ist allgemein bekannt.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbei­ spiel ist die Achse 6 exzentrisch an einer Welle 7 eines Elektromagneten 8 befestigt, der Elektromagnet 8 ist als Drehmagnet ausgebildet, so daß eine Verdrehung der Welle 7 eine Verschiebung der Lage der Achse 6 mit sich bringt. Hierdurch wird unmittelbar in die Regelung ein­ gegriffen, da durch die Verschiebung auch der Regel­ schieber 4 verschoben wird bzw. das Kräfteverhältnis von Regelfeder 7 und Drehzahlversteller 16 eine Ände­ rung erfahren kann. Auf diese Weise kann sehr schnell und sehr genau eine Korrektur von Störgrößen erfolgen, so daß der Istwert wieder dem Sollwert bei einem Mini­ mum an Proportionalitätsgrad angepaßt werden kann. Ein Beispiel eines Drehmagnets ist in Fig. 5 näher be­ schrieben. Wichtig ist auch, daß ein derartiger Ein­ griff ohne entscheidende Änderung der Konstruktion der Einspritzpumpe und des Reglers erfolgen kann. Bei die­ sem Beispiel wird lediglich ein Magnetgehäuse 24 an der entsprechenden Stelle an das Pumpengehäuse 15 ange­ schraubt. Die Öffnung 25, in die der Ladeabschnitt 26 des Gehäuses 24 geschoben ist, dient normalerweise zur Aufnahme einer Halterung der Achse 6, welche ebenfalls durch Verdrehen einer Achsverstellung, nämlich bei de­ ren Justierung erlaubt. Das Gehäuse 24 ist dabei von Kraftstoff aus dem Gehäuse 15 her durchströmt, so daß gleichzeitig eine Kühlung des Elektromagneten 23 er­ folgt. Wie bei allen Beispielen kann natürlich bei ent­ sprechender Kräfteumleitung statt einem Drehmagnet ein Hubmagnet verwendet werden.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungs­ beispiel wird die Welle 11′ durch den Drehmagneten 23′ verdreht, an welcher der Zapfen 10′ befestigt ist, an dem die Regelfeder 7′ hängt. Die Regelfeder 7′ ist hier als gekapselte Druckfeder dargestellt, funktioniert je­ doch wie die Feder 7 im ersten Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Führungsgröße der Regelung durch den Magneten 23′ eingegeben, dessen Ge­ häuse 24′ entsprechend am Pumpengehäuse 14 befestigt ist. Wie beim vorherigen Beispiel ist auch hier das Ge­ häuse 24′ von Kraftstoff aus dem Gehäuse 14 durch­ strömt.

In Fig. 4 ist das dritte Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der Magnet 23′′ nur einen zusätzlichen Einfluß auf die Verstellung der Welle 11′ nimmt. Zwischen den willkürlich betätigbaren Stellhebel 12′ und der Welle 11′ ist hier eine elastische Kupplung, welche mit einer Spi­ ralfeder 27 arbeitet, angeordent. Die Spiralfeder 27 ist in einem Topf 28 mit ihrem äußeren Ende befestigt, wäh­ rend das innere Ende an dem Ende der Welle 29 angeord­ net ist, die mit der Welle 11′ verbunden ist, und auf der der Anker des Magneten 23′ befestigt ist. Achsgleich ist an dem Topf 28 ein Wellenstummel 30 befestigt, an welchem der Verstellhebel 12′ angreift. Hierdurch ist es möglich, daß die Führungsgröße über den Stellhebel 12′ eingegeben wird, jedoch durch den Drehmagneten 23′′ so beeinflußt weren kann, daß eine Korrektur der Regel­ größe bzw. der Stellgröße am Regelschieber 4 erfolgt.

In Fig. 5 ist ein Drehmagnet 23 in der Draufsicht dargestellt. Im Grund eines U-förmigen Kerns 30 ist eine Magnetspule 31 angeordnet. Zwischen den am Ende der Schenkel des Kerns 30 angeordneten Jochen 32 ist ein Anker 33 auf einer Welle 34 gelagert. An dem Anker 33 ist ein Zapfen 35 vorgesehen, der bei der Drehbewe­ gung auf einen Hebel 36 wirkt, welcher den Anker 37 eines Gebers 38 betätigt. Der Geber 38 weist auf den Anker 37 einen Ferritkern 39 auf, demgegenüber im Geber­ gehäuse 40 Induktionsspulen 41 angeordnet sind. Der Anker 37 des Gebers ist durch eine Feder 42 belastet.

Um die einzelnen Istwerte im nicht dargestellten elek­ tronischen Steuergerät verarbeiten zu können, sind so wie beim beschriebenen Drehmagneten auch bei den ande­ ren für die Regelung entscheidenden Wegen Geber ange­ ordnet. Grundsätzlich ist immer ein Drehzahlgeber vor­ gesehen, der entweder unmittelbar am Motor oder an der Antriebswelle der Einspritzpumpe die Drehzahl mißt.

In Fig. 6 ist eine andere Anordnung eines Hubgebers dargestellt, wie er bei den Ausführungsbeispielen 2 und 3 anstatt des in Fig. 5 dargestellten Gebers Verwendung finden könnte. Der Geber 43 ist im Prinzip wie der in Fig. 5 dargestellte Geber 38 ausgebildet, wird jedoch über einen Hebelarm 44 betätigt, der mit der Welle 11′ verbunden ist. Der Hebel 44 ist hier als Teil eines Doppelhebels ausgebildet, an dessen anderem Schenkel 45 die Regelfeder 7′ aufgehängt ist.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten vierten Ausführungsbei­ spiel greift ein exzentrisch an der Welle 11′′ eines Drehmagneten 23′′′ angeordneter Zapfen 47 an dem Regel­ hebel 5 an. Hierdurch ist die Vollasteinspritzmenge während des Betriebs änderbar, was insbesondere in Ab­ hängigkeit der Temperatur erfolgen kann, die durchaus als Störgröße die Regelung nachteilig beeinflussen kann.

Im Gegensatz dazu, wird bei dem in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel durch den Zapfen 46′ der Regelschie­ ber 4 der Eispritzpumpe unmittelbar gesteuert, da die Mitnahmepumpe 21′ statt am Starthebel unmittelbar am Regelhebel 5′ befestigt ist. Die Führungsgröße wird also hier durch den Drehmagneten eingegeben, ähnlich wie bei dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel. Der Drehzahlversteller 16′, der an einem Schlepphebel 19′ angreift, entgegen der Kraft einer Feder 7′′, dient lediglich als Abregler gegenüber Drehzahlen, d. h. als Sicherung gegen Durchgehen des Motors.

Claims (9)

1. Drehzahlregler eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, mit einem um eine verstellbare Achse schwenkbaren Reglerhebel, mit dem einerseits ein Kraftstoffördermengenverstellorgan ge­ koppelt ist und an dem ein Steller mit drehzahlabhängiger Kraft entgegen einer Rückstellkraft angreift und mit einer von einem elektronischen Steuergerät in Abhängigkeit von Betriebsparametern gesteuerten, mit magnetischer Kraft ar­ beitenden Vorrichtung zur mittelbaren Veränderung einer Grundeinstellung des Kraftstoffördermengenverstellorgans, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Steuergerät zur Veränderung der Grundeinstellung einen Drehmagneten (23) steuert, durch den die Achse (6) des Reglerhebels (5/19) in Verstelleinrichtung des Fördermengenverstellorgans (4) parallel zu ihrer Ausgangsposition verschiebbar ist.

2. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (6) exzentrisch an der Welle (22) des Dreh­ magneten (23) angeordnet ist.

3. Drehzahlregler einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem um eine verstellbare Achse schwenkbaren Reglerhebel, mit dem einerseits ein Kraftstoffördermengenverstellorgan ge­ koppelt ist und an dem ein Steller mit drehzahlabhängiger Kraft entgegen einer Rückstellkraft angreift und mit einer von einem elektronischen Steuergerät in Abhängigkeit von Betriebsparametern gesteuerten, mit magnetischer Kraft ar­ beitenden Vorrichtung zur mittelbaren Veränderung einer Grundeinstellung des Kraftstoffördermengenverstellorgans, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Steuergerät zur Veränderung der Grundeinstellung einen Drehmagneten (23′′′) steuert, durch den ein Anschlag (46, 46′) zur Be­ grenzung der Reglerhebelschwenkbewegung im Sinne einer Ver­ stellung des Fördermengenverstellorgans (4) in Richtung größerer Kraftstoffeinspritzmenge verstellbar ist.

4. Drehzahlregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Welle (11′′) des Drehmagneten (23′′′) exzentrisch ein Zapfen (46) angeordnet ist, welcher an dem dem Mengen­ stellglied (4) abgewandten Ende eines zweiarmig ausgebilde­ ten Reglerhebels (5) angreift.

5. Drehzahlregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mengensteuerung über den Drehmagneten (23′′′) erfolgt und der Drehzahlversteller (16′) lediglich als Überdreh­ sicherung wirkt.

6. Drehzahlregler einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem um eine verstellbare Achse schwenkbaren Reglerhebel, mit dem einerseits ein Kraftstoffördermengenverstellorgan ge­ koppelt ist und an dem ein Steller mit drehzahlabhängiger Kraft entgegen einer Rückstellkraft angreift und mit einer von einem elektronischen Steuergerät in Abhängigkeit von Betriebsparametern gesteuerten, mit magnetischer Kraft ar­ beitenden Vorrichtung zur mittelbaren Veränderung einer Grundeinstellung des Kraftstoffördermengenverstellorgans, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Steuergerät zur Veränderung der Grundeinstellung einen Drehmagneten (23′, 23′′) steuert, durch den eine Welle (11′) verdrehbar ist, durch die ein exzentrisch an der Welle angeordneter Stift (10′) verstellbar ist, an den das eine Ende einer die Rückstell­ kraft aufbringenden Regelfeder (7′) angekoppelt ist, deren anderes Ende mit dem Reglerhebel (5′) gekoppelt ist, welche Welle zusätzlich mit einem Verstellhebel (12′) zur willkür­ lichen Verstellung der Regelfeder verbunden ist.

7. Drehzahlregler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Verstellhebel (12′) und Welle (11′) eine elastische Kupplung (27, 28) vorgesehen ist, und daß an der Welle (11′) der Drehmagnet (23′′) angreift.

8. Drehzahlregler nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als elastische Kupplung eine Spiralfeder (27) dient, die mit ihrem inneren Ende an einem Teil und mit dem äußeren Ende in einem die Feder aufnehmenden Topf (28) befestigt ist, welcher achsgleich mit dem an­ deren Teil verbunden ist.

9. Drehzahlregler nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Drehlage der Welle (11′) durch einen Geber (38, 43) gemessen wird.