DE3016219A1

DE3016219A1 - Drehzahlregler fuer dieselmotoren

Info

Publication number: DE3016219A1
Application number: DE19803016219
Authority: DE
Inventors: John Dipl Ing Noraberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-05-04
Filing date: 1980-04-26
Publication date: 1980-11-06
Also published as: GB2051406B; GB2051406A; ATA335379A; AT374890B; FR2455679A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehzahlregler für Dieselmotoren, insbesondere für den Fahrzeugbetrieb, mit einer abhängig von der Motordrehzahl axial verschiebbaren Muffe, die zusammen mit einem auf die gewünschte Drehzahl einstellbaren Verstellhebel den mittels einer Regelstange auf die Regelhülse der Einspritzpumpe v/irkenden Regelhebel verstellt, und mit einer am Reglergehäuse drehbar befestigten Kurvenplatte, welche in Zusammenarbeit mit einem Gleitstein die Verstellung der Regeistange drehzahlabhängig beeinflußt.

Dieselmotoren mit Kraftstoffeinspritzung, insbesondere für den Betrieb von Fahrzeugen, benötigen einen Drehzahlregler, welcher zumindest die Leerlauf- und Enddrehzahl auf gewisse vorbestimmte Werte begrenzt hält. Diese Regler wirken nur im untersten Drehzahlbereich bis zur höchstmöglichen Leerlaufdrehzahl und im Bereich zwischen der Nenndrehzahl und der oberen Leerlastdrehzahl über dieser Stellung der Regelhülse der Einspritzpumpe auf die Einspritzmenge ein. Im übrigen Drehzahlbereich ist der Drehsahlregler wirkungslos und die Einstellung der Einspritzmenge erfolgt über das Fahrpedal direkt als sogenannte Püllungsregelung. Der Fahrer kann also der Situation und der Fahrbahn entsprechend die Einspritzmenge und damit das Drehmoment des Motors selbst wählen.

Zusätzlich zur Regelung der Drehzahl im unteren und oberen Bereich benötigt ein moderner Dieselmotor eine Einrichtung, welche die Vollasteinspritzmenge für jede Drehzahl steuert. Da es aufgrund der strengen Abgasvorschriften nicht mehr möglich ist, die Mengencharakteristik zumindest teilweise hydraulisch zu beeinflussen, muß es ermöglicht werden, die Einspritzmenge im gesamten Drehzahlbereich sowohl positiv als auch negativ zu korrigieren. Auch bewirken zur Senkung der Abgasemission am Einspritzsystem getroffene Maßnahmen oft eine Vergrößerung der Angleichserfordernisse, welche besonders bei aufgeladenen Motoren nur schwer zu beherrschen sind ο

Es sind Drehzahlregler denkbar, welche eine beliebige

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Angleichung der Fördermenge im gesamten Drehzahlbereich durch Verwendung eines eigenen Meßwerkes für die Angleichaufgabe ermöglichen. Über dieses eigene Meßwerk erfolgt dann in bekannter Weise eine beliebige Angleichung z.B. über eine separate Kulissensteuerung. Die dazu nötigen separaten Teile bedeuten jedoch eine Zunahme an Gewicht, Volumen und Kosten des Drehzahlreglers.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Leerlauf-Enddrehzahlregler zu schaffen, mit dem sowohl bei Regelung der Leerlauf- und Enddrehzahl, als auch eine beliebige Angleichung der Menge des eingespritzten Kraftstoffes an die Motordrehzahl im gesamten Drehzahlbereich auf einfache Weise ermöglicht wird.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Muffe mit einem mit einer Schleppfeder gegen einen Anschlag der Huffe vorgespannten Mitnähmeteil verbunden ist, welcher mit dem am Ende des Verstellhebels drehbar gelagerten Regelhebel und einem einstellbaren Anschlag zusammenarbeitet, und daß ein Mitnehmer starr mit der Muffe verbunden ist und die Kur— venplatte drehzahlabhängig verdreht, und ein über eine Feder an die Kurvenplatte gedruckter Hebel an seinem einen Ende am Gehäuse gelagert ist und mit seinem anderen Ende die Regelstange einerseits in Richtung"kleinere Einspritzmenge formschlüssig mitnimmt und andererseits in der Gegenrichtung einen Anschlag bildet, und daß die Kurvenplatte sowohl eine Angleichkulisse als auch eine Enddrehzahlkulisse aufweist.

Dabei erfolgt die Regelung der in bekannter Weise durch einen Anschlag für den Verstellhebel einstellbaren Leerlaufdrehzahl über die vom Drehzahlmeßwerk direkt betätigte Muffe. Die Betätigung des die Regelstange zur Regelhülse der Einspritzpumpe verstellenden Regelhebels erfolgt über den mit einer Feder gegen einen Anschlag in der Muffe vorgespannten Mitnahmeteil. Dies ist jedoch nur im Bereich der Leerlaufdrehzahl vorgesehen. Bei einer Erhöhung der Drehzahl über diesen Bereich hinaus kommt es durch den durch verstell-

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baren Anschlag zu einer Entkoppelung der Bewegungen von Muffe und Mitnahmeteil. Ab dieser, durch den verstellbaren Anschlag wählbaren Drehzahl ist also die Leerlaufregelung beendet. Im anschließenden Drehzahlbereich erfolgt die Steuerung der Einspritzmenge hauptsächlich über den Verstellhebel. Die an einem Punkt des Gehäuses drehbar gelagerte und über einen mit der Muffe starr verbundenen Mitnehmer drehzahlabhängig verdrehte Kurvenplatte, welche sowohl eine •Angleichkulisse als auch eine Enddrehzahlkulisse aufweist, ermöglicht durch Verdrehen des am Gehäuse angelenkten Hebels auf einfache Art und Weise einen Einspritzmengenangleich im ganzen Drehzahlbereich und bzw. oder die Begrenzung der Enddrehzahl.

Bei aufgeladenen Motoren kann der Anlenkpunkt des einen Endes des Hebels in Abhängigkeit vom Ladedruck verschiebbar sein. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, bei aufgeladenen Motoren eine sowohl vom Ladedruck als auch von der Motordrehzahl gesteuerte Angleichung der Einspritzmenge zu erzielen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann dazu eine zweite Kurvenplatte vorhanden sein, die in gleicher Weise wie die erste Kurvehplatte von der Muffe mitgenommen wird und ein zweiter Hebel vorhanden sein, der an einem Ende am Gehäuse drehbar gelagert ist und mit der zweiten Kurvenplatte derart zusammenarbeitet, daß das zweite Ende des Hebels einen Anschlag für die Regelstange bildet, solcherart, daß er bei jeder Motordrehzahl entsprechend der Form der Kurvenplatte die maximale Einspritzmenge begrenzt. Dadurch wird die bekannte Ungenauigkeit der Mengenregelung mit Hilfe des Ladedruckes bei Vollast vermieden.

Eine weitere Verbesserung gemäß der Erfindung besteht darin, daß das am Gehäuse drehbar gelagerte Ende des zweiten Hebels abhängig vom Außenluftdruck verstellbar ist und somit eine Überhitzung des Motors bzw. ein Überdrehen des Turboladers vermieden wird.

Anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform soll die Erfindung näher beschrieben werden.

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Es zeigt:

Fig. 1 in vereinfachter Darstellung einen

erfindungsgemäß ausgeführten Drehzahlregler und
Fig. 2 sowie auch
Fig. 3 schematisch eine Möglichkeit zur

Gewinnung einer drehzahlproportionalen Steuergröße für den Drehzahlregler.

In Fig. 1 wird die Muffe 2 bei Änderung der Motordrehzahl η um einen bestimmten Betrag s axial verschoben. Die Funktion s(n), also die Größe der axialen Verschiebung der Muffe 2 bei einer bestimmten Änderung der Drehzahl η ist dabei abhängig von der Charakteristik des jeweils verwendeten Drehzahlmeßwerkes.

Fig. 2 zeigt die bekannte Möglichkeit, ein vom Motor mechanisch angetriebenes Fliehkraftmeßwerk 1 dazu zu verwenden, eine Muffe 2 in Abhängigkeit von der Motordrehzahl axial zu verschieben.

Mit steigender Drehzahl η wird dabei die axiale Verschiebung s der Muffe 2 entsprechend der vom Aufbau des Fliehkraftmeßwerks 1 bestimmten Funktion sin) gesteuert.

■ Eine ebenfalls bekannte Möglichkeit zur Steuerung der Muffe 2 ist in Fig.· 3 dargestellt. Der hydraulische Kraftverstärker 5 wird über einen Steuerschieber 4 von einem Drehzahlmeßwerk 3 so angesteuert, daß die Muffe 2 in Abhängigkeit von der Motordrehzahl verschoben wird. Das Meßwerk 3 kann ebenfalls ein Fliehkraftmeßwerk sein oder aber auch ein beliebiges anderes geeignetes Stellglied, z.B. ein Hubmagnet. Bei allen diesen Beispielen der Umsetzung der Motordrehzahl η in die Bewegung s der Muffe 2 kann die Funktion s (n) je nach Erfordernis eine beliebige sein.

In der abhängig von der Motordrehzahl axial bewegten Muffe 2 ist ein Mitnahmeteil 6 mittels einer Schleppfeder gegen einen Anschlag 8 vorgespannt. Die Regelung der mittels eines einstellbaren Anschlages 13 für den Verstellhebel

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eingestellten Leerlaufdrehzahl geschieht auf folgende Weise: Nimmt die Motordrehzahl gegenüber der eingestellten Leerlaufdrehzahl at>, so bewegt sich die Muffe 2 nach links und nimmt dabei den mit der Feder 7 gegen den Anschlag 8 gedrückten Mitnahmeteil 6 mit. In einer Ausnehmung 6' des Mitnahmeteiles 6 ist das kugelförmig ausgebildete Ende 14 des zweiarmigen abgewinkelten Regelhebels 10 formschlüssig gelagert. Der Regelhebel 10 ist am Ende 11 des Verstellhebels 12 drehbar gelagert. Durch den im Leerlauf am Anschlag 13 anliegenden Verstellhebel 12 ist also das Lager am Ende 11 des Verstellhebels 12 für den Regelhebel 10 ein Fixpunkt, sodaß, wenn das Ende 14 des Regelhebels 10 von der Muffe 2 nach links mitgenommen wird, der Regelhebel 10 sich um den Punkt 11 in Richtung des Pfeiles 32 dreht. Durch den im oberen Auge 16 der Zwischenstange 15 gelagerten Mitnehmerstift 17 wird die Zwischenstange 15 samt der in einem starr an dieser Zwischenstange 15 über die Gelenkstange 18' befestigten Gelenk 18 gelagerten Regelstange 19 einer nicht dargestellten Einspritzpumpe in Richtung Mehrmenge mitgenommen.

Im anderen Falle, also bei Ansteigen der Motordrehzahl über die durch den Anschlag 13 am Verstellhebel 12 eingestellte Leerlaufdrehzahl, bewegt sich die Muffe 2 nach rechtB, was aufgrund der vorher beschriebenen Zusammenhänge nun zu einer Drehung des Regelhebels 10 um den Punkt 11 in Richtung 33 und im weiteren zu einer Bewegung der Regelstange 19 in Richtung Mindermenge und damit zu einer Drosselung der durch die Regelhülse an der Einspritzpumpe eingestellten Kraftstoff menge, also zu einer Abnahme der Drehzahl führt.

Der im unteren Auge 29 der Zwischenstange 15 über den Mitnehmerstift 34 gelagerte Angleichhebel 24 kann die beschriebenen Regelvorgänge im Leerlauf nicht behindern, da wie auch im folgenden noch beschrieben wird, die den Angleichhebel 24 betätigende Kurvenplatte 22 bei Leerlaufdrehzahl nicht in Eingriff ist.

Mit der Stellschraube 9 ist der Hub S₁ und damit der Anschlag für den Mitnahmeteil 6 der Muffe 2 einstellbar, sodaß

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nach Erreichen einer durch diesen Anschlag gegebenen' Motordrehzahl, die über der .höchsten zu regelnden Leerlaufdrehzahl liegen muß, der Mitnahmeteil 6 und somit auch das Ende 14 des Regelhebels 10 nicht mehr von der Muffe 2 mitgenommen werden. Der Regelhebel 10 dreht sich also, sobald die über die Stellschraube 9 eingestellte Drehzahl erreicht ist, um das dann gegenüber dem Gehäuse fixierte Ende 14. Dies ist der Bereich der Füllungsregelung, bei der die Drehzahlregelung indirekt über die Stellung des Yerstellhebels 12 erfolgt. Zur Erhöhung des Motordrehmomentes wird der Verstellhebel 12 in Richtung ^M+" bewegt. Dadurch dreht sich der am Ende 11 des Yerstellhebels 12 angelenkte Regelhebel 10 um sein Ende 14 in Richtung des Pfeiles 32, was auf schon besprochene Art und Weise eine Erhöhung der Einspritzmenge zur Folge hat.

Über den gesamten Drehzahlbereich des Motors wird über einen mit der Muffe 2 starr verbundenen Mitnehmer 21 die Bewegung der Muffe 2 auf die im Punkt 23 am Gehäuse drehbar gelagerte Kurvenplatte 22 übertragen,» Der im Punkt 25 am Gehäuse drehbar gelagerte Angleichhebel 24 trägt eine im Punkt 27 gelagerte Rolle 26. Durch eine am mitnehmerseitigen Ende 14' des Regelhebels 10 befestigte Zugfeder 28 wird über die Gelenkstange 18^f das untere Auge 29 der Zwischenstange 15, den Mitnehmerstift 28 und den Hebel 24, die Rolle 26 an die Kurvenplatte 22 gedrückt. Durch eine entsprechende Form der mit der Rolle 26 in Kontakt kommenden Kontur der Kurvenplatte 22 ist es somit möglich, den richtigen Einspritzmengenverlauf über den gesamten Drehzahlbereich des Motors zu steuern.

Im gezeichneten Beispiel ist zwischen zwei Bereichen der Kontur der Kurvenplatte 22 zu unterscheiden. Die Angleichkulisse 31 ist für die Steuerung des Einspritzmengenverlaufes im Bereich, beginnend bei der niedrigsten Yollastdrehzahl bis zum Erreichen der Nenndrehzahl zuständig. Die Enddrehzahlkulisse 30 steuert die erforderliche Abnahme der Einspritzmenge bis zur Null-Förderung, welche notwendig ist, um ein Überdrehen des Motors zu verhindern. Ist also die Kurvenplatte

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22 über die drehzahlgesteuerte Muffe 2 soweit verdreht worden, daß der Anfang 32' der Enddrehzahlkulisse 30 mit der Rolle 26 am Hebel 24 zusammenwirkt, wird bei weiterer Erhöhung der Drehzahl die Kurvenplatte 22 weiter in Richtung des Pfeiles 33' gedreht und somit über die Enddrehzahlkuli8se 30 die Rolle 26 samt dem Hebel 24 nach unten gedrückt. Das untere Auge 29 der Zwischenstange 15 wird durch den Mitnehmerstift 34 ebenfalls nach unten gezogen und bewirkt in schon besprochener Weise eine Bewegung der Regelstange 19 in Richtung "-", was eine Verringerung der Einspritzmenge der Einspritzpumpe zur Folge hat. Nimmt die Drehzahl weiter zu, z.B. bei einem Motor in einem bergabfahrenden Fahrzeug, so wird die Einspritzmenge über die Enddrehzahlkulisse schließlich bis zur Null-Förderung zurückgeregelt.

Durch die Form der Kurvenplatte 22, bzw. der ihre Kontur bildenden Kulissen 30 und 31 ist es auf einfache Weise möglich, die Charakteristik der Regelung des Motors zu beeinflussen. Durch geeignete Ausbildung der Enddrehzahlkulisse 30 ist es z.B. möglich, einen flachen Beginn der Abregelung zu erreichen, um dadurch einen plötzlichen Drehmomentabfall zu verhindern, und mit zunehmender Drehzahl die Abregelung steiler zu machen, um die Höchstdrehzahl möglichst niedrig zu halten.

Der Anlenkpunkt 25 des Hebels 24 ist bei aufgeladenen Motoren,wie in Fig. 1 punktiert dargestellt, über eine entsprechende Vorrichtung 39 abhängig vom Ladedruck verstellbar. In diesem Fall wird die Einspritzmenge bei jeder Drehzahl zusätzlich beeinflußt.

Eine weitere zusätzliche Einrichtung in Verbindung mit der vorstehend erwähnten Beeinflußung der Einspritzmenge bei einem aufgeladenen Motor ist in Fig. 1 gestrichelt angedeutet. Diese Einrichtung besteht aus einem zweiten Hebel 36, der an einem Ende 37 ebenfalls am Reglergehäuse schwenkbar gelagert ist. Das andere Ende 38 dieses Hebels 36 ist im Auge 29 als Anschlag für das Ende 34 des Hebels 24 angeordnet und begrenzt drehzahlabhängig entsprechend der Form der

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Kurvenscheibe 40 über die Rolle 41 die maximal mögliche Einspritzmenge. Ähnlich wie der Eingriff des Ladedruckee im Punkt 25 kann der Außenluftdruck im Punkt 37 über eine entsprechende Vorrichtung einwirken.

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Claims

Patentansprüche

Drehzahlregler für Dieselmotoren, insbesondere für den Fahrzeugbetrieb, mit einer abhängig von der Motordrehzahl axial verschiebbaren Muffe, die zusammen mit einem auf die gewünschte Drehzahl einstellbaren Verstellhebel den mittels einer Regelstange auf die Regelhülse der Einspritzpumpe wirkenden Regelhebel verstellt, und mit einer am Reglergehäuse drehbar befestigten Kurvenplatte, welche in Zusammenarbeit mit einem Gleitstein die Verstellung der Regeistange drehzahlabhängig beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (2) mit einem mit einer Schleppfeder (7) gegen einen Anschlag (8) der Muffe (2) vorgespannten Mitnahmeteil (6) verbunden ist, welcher mit dem am Ende (11) des Verstellhebels (12) drehbar gelagerten Regelhebel (10) und einem einstellbaren Anschlag (9) zusammenarbeitet, und daß ein Mitnehmer (21) starr mit der Muffe (2) verbunden ist und die Kurvenplatte (22) drehzahlabhängig verdreht, und ein über eine Feder (28) an die Kurvenplatte (22) gedrückter Hebel (24) an seinem einen Ende (25) am Gehäuse gelagert ist und mit seinem anderen Ende (34) die Regelstange (19) einerseits in Richtung kleinere Einspritzmenge formschlüssig mitnimmt und andererseits in der Gegenrichtung einen Anschlag bildet, und daß die Kurvenplatte (22) sowohl eine Angleichkulisse (31) als auch eine Enddrehzahlkulisse (30) aufweist.
2. Drehzahlregler nach Anspruch 1 für aufgeladene Motoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlenkpunkt des einen Endes (25) des Hebels (24) in Abhängigkeit vom Ladedruck verschiebbar ist.
3. Drehzahlregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

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daß eine zweite Kurvenplatte (35) vorhanden ißt, die in gleicher Weise'wie die Kurvenplatte (22) von der Muffe (2) mitgenommen wird und ein zweiter Hebel (36) vorhanden ist, der an einem Ende (37) am Gehäuse drehbar gelagert ist und mit der zweiten Eurvenplatte (40) derart zusammenarbeitet, daß das zweite Ende (38) des Hebels (36) einen Anschlag für die Regelstange (19) bildet, solcherart, daß er bei jeder Motordrehzahl entsprechend der Porm der Kurvenplatte die maximale Einspritzmenge begrenzt. Drehzahlregler nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß das am Gehäuse drehbar gelagerte Ende (37) des zweiten Hebels (36) abhängig vom Außenluftdruck verstellbar ist.

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