DE3133898A1

DE3133898A1 - "fliehkraftdrehzahlregler fuer kraftstoffeinspritzpumpen

Info

Publication number: DE3133898A1
Application number: DE19813133898
Authority: DE
Inventors: Italo Branchetti; Mauro Livorno Forapianti; Manuel Barcelona Roca-Nierga
Original assignee: Spica SpA
Current assignee: Spica SpA
Priority date: 1981-08-27
Filing date: 1981-08-27
Publication date: 1983-03-10
Also published as: IT1205262B; IT8222803A0; GB2108712B; US4459956A; GB2108712A; FR2512113B1; FR2512113A1

Description

J 2

Anmelder: SPICA S.ρ.Λ.

LIVORNO, I I.» f ion

"Fliehkraf tdrehzah lre(( ler fner Kraftstoffeinspritzpumpen"

BESCHREIBUN C

Auf dem Gebiet der Fliehkraftregler fuer Einspritzpumpen in Reihenanordnung ist eine Loesung
bekannt, welche die Montage des elastischen Gegen-

Wirkungssystems der rotierenden Gruppe auf einem, auf einer zu dieser Gruppe achsengleichen Fuehrung verschiebbaren Rohrelement vorsieht. Diese Loesung weist jedoch erhebliche Schwierigkeiten der Eichung des Systems auf, da die Ein- und Feststellelemente (Federteller und Gegenmutter) mit dem verschiebbaren Rohrelement verschraubt sind und sich daher nicht fuer ein einfaches und rasches Ablehren des Systems eignen. Auch ein Austausch der elastisehen Gruppe bzw. seine Neueichung sind schwer durchfuehrbar, da in beiden Faellen das gesamte Renlergehaeuse abmontiert werden muss.

Die besagte bekannte Gruppe besitzt ferner eine geringe Wirkungsanpassungsfaehigkeit, da die Zwischenfederteller verschiebbar am Rohrelement montiert sind, ohne dass ein Zusammenwirken mit festen Anschlaegen vorgesehen ist. Dies bringt die Unausfuehrbarkeit komplizierter Reglergesetze mit sich, welche eine Unterteilung des Wirkungsfeldes vorsehen, so wie sie beispielsweise bei Einspritzgruppen fuer moderne Dieselmotoren auf dem Kraftfahrzeuggebiet gefordert werden.

Bei diesem bekannten Regler machen sich ferner oft Nebenkomponenten auf die elastische Regelungsgruppe bemerkbar, welche darauf zurueckzufuehren sind, dass der Fuehrungszapfen des das elastische Gegenwirkungssystem tragenden Rohrelementes nicht genau bezueglich des Endstueckes der Nockenwelle

ausgerichtet ist, auf welchem die Fliehkraftdruckgruppe montiert ist. Diese mangelnde axiale Ausrichtung wird zufolge der unterschiedlichen Lagerung der beiden Elemente ermoeglicht. Der Fuehrungszapfen der elastischen Gegenwirkungsgruppe ist naemlich am Deckel des Reglers montiert, waehrend die Nockenwelle bezueglich des Einspritzpumpenkoerpers zentriert ist.

Derartige Regler sind beispielsweise in den FR-PSen 12 60 052 und 12 61 916 beschrieben.

Bei einer weiteren bekannten Loesung fuer einen Regler fuer Einspritzpumpen wurde eine zwischen einem Regelhebel und einem Steuerhebel angeordnete elastische Gegenwirkungsgruppe vorgesehen, die aus mehreren Druckfedern und verschiedenen Federtellern zusammengesetzt war, wobei die Federteller in zwei Verbindungsteilen enthalten waren, auf welche die Enden der von den Hebeln am weitesten entfernt liegenden Feder einwirken.

Diese elastische Gruppe e\uberwindet die Schwierigkeiten der Erzielung komplizierter Regelgesetze, wie sie fuer die Anwendung auf dem Kraftfahrzeuggebiet erforderlich sind, doch macht sie das Vorhandensein seitlicher Fuehrungen an den Federtellern erforderlich, um die Gruppe waehrend des Betriebes ausgerichtet zu halten. Diese seitlichen Fuehrungen verursachen jedoch betraechtliche Reibungen, die fuer den einwandfreien Betrieb des Reg-

lers schaedlich sind. Bei dieser Loesung ist ferner zu bemerken, dass sich das Gesamtgewicht der elastischen Gegenwirkungsgruppe auf den Steuer- und Regelhebel entlaedt, mit denen sie verbunden ist.

Ein weiterer Mangel dieser bekannten Loesung besteht in der Schwierigkeit, die elastische Gruppe vom Regler abzunehmen. Um dies zu erreichen ist es naemlich erforderlich, den ganzen Deckel des Reglers abzunehmen, mit dem verschiedene Steuereinrichtungen verbunden sind.

Regler dieser zweiten Art sind beispielsweise in den US-PSen 39 >2 4-98 und 39 4-5 360 beschrieben.

Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, die Maengel und Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und einen Regler mit elastischer Gegenwirkungsgruppe zu schaffen, welche die folgenden Eigenschaften besitzt:

1 - Einfache automatisierte Eichung der gesamten Gruppe im ausgebauten Zustand. Dies bringt eine erhebliche Kostenherabsetzung fuer die Serienfertigung mit sich.

2 - Maximale Wirkungsanpassungsfaehigkeit zur Befriedigung jeglicher Anforderungen bezueglich des Regelgesetzes.

3 - Rasche Ein- und Ausbaufaehigkeit bezueglich

der Reglergruppe zur Ermoeglichung von Veraenderungen der Wirkungseigenschaften bzw. zur

-X-

/fO

Durchfuehrung von Nacheichungen.

A· - Fehlen von Reibungen zufolge Seitenkomponenten auf das Tragroehrchen bzw. auf die Federteller. 5 - Keine Belastung der Regelhebel seitens des Ge-* wichtes der elastischen Gruppe.

Diese Eigenschaften werden erfindungsgemaess durch Verwendung einer elastischen Gegenwirkungsgruppe erreicht, welche aus einer oder mehreren in Reihe liegenden Druckfedern und aus einer Mehrzahl von Federtellern besteht, die gegebenenfalls mit Anschlag-Federringen zusammen'wirken und auf einem, auf der Welle des Reglers verschiebbar gelagerten Rohr angeordnet sind. Nachdem diese Welle eine Verlaengerung der Welle ist, bezueglich der die Fliehkraftdruckgruppe zentriert ist, ergibt sich, dass die beiden Gruppen der Wirkung und Gegenwirkung genau axial zueinander ausgelichtet sind, wodurch sichergestellt wird, dass keine auf Seitenkomponenten, hervorgerufen durch eine moegliche mangelnde axiale Ausrichtung,zurueckzufuehrende Reibung auftreten kann.

Die durch das Tragroehrchen, die Anschlag-Federringe, die Federteller, die Federn und die Einstellbeilagscheiben gebildete Baugruppe laesst sich leicht als gesonderte Gruppe im ausgebauten Zustand eichen und kann danach in den Regler durch eine Oeffnung eingefuehrt werden, die im Reglergehaeuse seitens des Tragflansches der Welle freigelassen ist. Das Einfuehren kann somit besonders einfach und

rasch durchgefuehrt werden.

Es ist ferner bemerkenswert, dass die Tragwelle der Gruppe jegliche Belastung der Regelhebel seitens des Gewichtes der Gruppe vermeidet. Was die mit Hilfe der erfindungsgemaessen elastischen Gruppe erzielbaren Regela'charakteristiken betrifft ist zu bemerken, dass es durch die Reihenanordnung mehrerer linearer oder progressiver, vorgespannter oder nicht vorgespannter, sich gegen frei bewegliche oder mit Anschlag-Federringen zusammenwirkende Federteller abstuetzender Federn moenlich ist, die verschiedensten und kompliziertesten Regelgesetze zu verwirklichen, einschliesslich jene besonders ausgekluegelten, wie sie bei modernen Dieselmotoren fuer Kraftfahrzeuge gefordert werden.

Aufbau- und wirkungsmaessige Kennzeichen der Erfindung und deren Vorteile gegenueber dem Stand der Technik ergeben sich noch klarer aus der folgenden Beispielsbeschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung, worin

Figur 1 einen Fliehkraftregler mit einer erfindungsgemaess ausgebildeten elastischen Gegenwirkungsgruppe teilweise im Laengsschnitt veranschaulicht ,

Figur 2 ein Wirkungsdiagramm des Reglers nach Figur 1 zeigt,

Figuren 3 bis 14 verschiedene moegliche Ausfuehrungsformen der elastischen Gruppe in ver-

groesserten Ansichten zusammen mit den zugehoerigen Wirkungsdiagrammen zeigen,

Figuren 15 - 17 verschiedene moegliche Varianten des Aufbaues des in Figur 1 gezeigten Reglers veranschaulichen
und

Figur-en 18 und 19 Einzelheiten des in Figur 17 gezeigten Reglers veranschaulichen.

In Figur 1 ist teilweise ein Fliehkraftregler fuer eine Verteiler-Einspritzpumpe gezeigt.

Eine Welle 1 traegt die aus einem Kaefig 2 und Fliehkraftmassen 3 bestehende Fliehkraftgruppe, welche durch ein Zahnrad 4· angetrieben ist, das mit der Hauptwelle der Einspritzpumpe (nicht gezeigt) verbunden ist. Die Drehzahl der Fliehkraftgruppe ist demnach verhaeltnisgleich zu jener der Pumpe und somit auch zu jener der Verbrennungskraftmaschine, die von dieser gespeist wird.

Die zufolge der Umdrehung zum Oeffnen veranlassten Fliehkraftmassen 3 druecken mittels ihrer Vorspruenge 5 auf ein Rohrstueck 6, das mittels einer Rollenkupplung mit dem um einen Schwenkpunkt 8 drehbaren Regelhebel 7 verbunden ist. Mittels seines anderen Endes wirkt/der Regelhebel 7 auf den Regelring 9, der in bekannter Weise die bei jedem Druckhub der Einspritzpumpe eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmt. Ein etwaiger Nocken 4-5 kann die Verschwenkung des Regelhebels 7 in einer veraenderlichen

Stellung begrenzen. Der Verschiebung des Druckrohres 6 wirkt in einer ersten Strecke eine Zusatzfeder 10 entgegen. Wenn nach dem Anlassen die Drehzahl der Fliehkraftgruppe einen der Leerlaufdrehzahl des Motors entsprechenden Wert erreicht, dann uebersteigt der seitens der Fliehkraftmassen hervorgerufene Druck die Gegenkraft der Feder 10 und das Rohrstueck 6 kommt unmittelbar an einem Schieber 11 zur Anlage. Ausgehend vom Leerlaufbetrieb und somit im gesamten Wirkungsbereich des Motors verhalten sich das Rohrstueck 6 und der Schieber 11 praktisch so, al~ waren sie ein einziger Teil.

Die Endlage des Schiebers 11 in Richtung gegen die Fliehkraftgruppe wird durch einm Anschlagnocken 12 festgelegt, gegen den in dieser Endlage ein Einstellhebel 13 anliegt, welcher am Schieber 11 gelagert ist und mit dem Anlenkzapfen 8 zusammenwirkt. Die dem durch die Fliehkraf t/der Massen 3 hervorgerufenen Druck entgegenwirkende Gruppe ist durch eine Leerlauf feder IA- und durch die erf indungsgemaesse elastische Gruppe 15 gebildet.

Die elastische Gruppe 15 ist auf einer Welle verschiebbar, die eine Verlaengerung der Welle 1 des Reglers bildet und in einem Endflansch 17 gelag er t ist.

Der Endfederteller 18 der elastischen Gegenwirkungsgruppe 15 arbeitet mit einem Fortsatz 19 eines Uebertragungshebels zusammen, welcher in bekann-

ter Weise mit dem Steuerhebel des Reglers und somit mit dem Gaspedal des Kraftfahrzeuges verbunden sjit.

Die Figuren 3, 5, 7 und 11 zeigen Loesungen fuer die Gegenwirkungsgruppe, die insbesondere fuer Fliehkraftregler geeignet sind, welche eine kontinuierliche Wirkungsweise besitzen.

Gemaess Figur 3 ist eine einzige Feder 25 zwischen einem an einem Federring 27 anliegenden Federteller 26 und dem mit einem Federring 28 zusammenwirkenden Federteller 18 angeordnet. Saemtliche diese Bauteile werden von einem Rohr 29 getragen, das im Betrieb auf der Welle 16 frei verschiebbar ist. Gemaess Figur 5 ist die lineare Druckfeder 25 der Figur 3 durch eine Feder 25' mit veraenderlicher Steigung ersetzt, die eine zunehmende Steifheit besitzt.

Bei der Ausfuehrungsform nach Figur 7 wird eine gewisse Wirkungsprogressivitaet durch Verwendung zweier Federn 30 und 31 erzielt, die eine betraechtliche unterschiedliche Steifheit besitzen und beide mit einem auf dem Rohr 29 frei verschiebbaren Federteller 32 zusammenwirken.

Die Loesung nach Figur 11 ist grundsaetzlich aehn lieh, nur dass durch Verwendung von drei Federn unterschiedlicher Steifheit und zwei dazwischen liegenden, frei verschiebbaren Federtellern 32 das Wirkungsfeld des Reglers staerker unterteilt ist.

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In Figur 9 ist hingegen eine elastische Gegenwirkungsgruppe dargestellt, die besonders fuer Fliehkraftregler geeignet ist, die nach dem System Minimum-Maximum arbeiten. Es werden wieder, wie nach Figur 7, zwei Federn 46, 47 angewandt, doch der mittlere Federteller 33 gestattet dank des mit ihm zusammenwirkenden Federringes 34 eine unterschiedliche Vorspannung der beiden Federn.

Die Ausfuehrungsform nach Figur 13 gestattet es, zufolge der Anwendung von zwei mittleren Federtellern 33 und 35 und von zugehoerigen Anschlag^ingen 36, 37, verhaeltnismaessig komplizierte Regelgesetze zu erhalten. In Figur 13 sind auch Einstellbeilagscheiben zur Einstellung der Federvorspannung und der Arbeitshuebe gezeigt. Analoge Beilagscheiben werden auch bei den anderen Ausfuehrungsformen verwendet, auch wenn sie dort nicht gezeigt sind. Die inneren Beilagscheiben 38 beeinflussen sowohl die Vorspannung der Federn, als auch die Arbeitshuebe der Federteller, waehrend die aeusseren Beilagscheiben 39 nur die Vorspannung der betreffenden Feder beeinflussen.

Die Figur 15 zeigt eine Ausfuehrungsvariante des Einstellhebels 13', welcher anstatt sich mittels eines an ihm befestigten Fluegels am Einstellnocken 12 abzustuetzen, eine elastische Abstuetzgruppe verwendet, die aus einem Anschlagzapfen 20, einer Anpassfeder 21, einem Distanzstueck 22 und einem Federring 23 besteht.

Bei der Ausfuehrungsform nach Figur 16 wird die in Figur 1 durch die zwischen dem Rohrstueck 6 und dem Schieber 11 angeordnete Zusatzfeder 10 ausgeuebte Wirkung hingegen durch eine Kegelfeder 24 ausgeuebt, die unmittelbar auf die Hebel 7' und 13" einwirkt.

In Figur 17 ist eine Vorrichtung zur Anpassung der Foerdermenge gezeigt, welche im Gegensatz zu jener der Figur 15 einen "negativen" Wirkungsverlauf besitzt. Diese Vorrichtung ist unmittelbar in der beweglichen Baugruppe eingefuehrt und sie besteht aus einem abgeaenderten Druckrohrstueck 6', einem verschiebbaren Bundring ή-O, einer Feder 41, einer beweglichen Huelse 42, einer Federscheibe 43 und einem Schieber II¹, der mit einem kreisfoermigen Vorsprung 44 versehen ist.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemaess ausgebildeten Reglers ist folgende.

In Figur 1 ist der Regler bei stillstehendem Motor gezeigt. Die dem Druck der Zusatzfeder 10 ausgesetzten Fliehkraftmassen befinden sich in geschlossener Lage und das Rohrstueck 6 befindet sich daher in seiner der Fliehkraftgruppe am meisten angenaeherten Lage. In diesem Zustand bringt der mit dem B^nd des Rohrstueckes 6 verbundene Einstellhebel 7 den Einstellring 9 in die Lage der maximalen Kraftstoffabgabe. Diese maximale Kraftstoffabgabe entspricht der fuer das Anlassen des Motors erforderlichen Kraft-

stoffmenge (Abschnitt I im Diagramm der Figur 2).

Durch Betaetigung dos Anlassmotors kann der Motor somit in Bewegung gesetzt werden. Gleichzeitig ueberwindet der durch die Fliehkraftmassen 3 erzeugte Druck die Kraft der Feder 10 und das Rohrstueck 6 kommt am Schieber 11 zur Anlage, wodurch die uebermaessige Kraftstoffabgabe fuer das Anlassen ausgeschaltet wird.

Wenn die Lage des Fortsatzes 19 des Uebertragungshebels (und somit jene des mit ihm verbundenen Gaspedals) jener des Leer laufbetriebes des Motors entspricht, dann befindet sich die elastische Gegenwirkungsgruppe gegenueber der Fliehkraftgruppe am meisten zurueckverschoben. Auf den Schieber 11 wirkt somit allein die geringe Kraft der Leerlauffeder Ik, die sich gegen den Federteller 26 der elastischen Gruppe 15 abstuetzt, auch wenn dieselbe zurueckverschoben ist. In diesem Zustand verlaesst der Einstellhebel 13 nach Erreichen des vorgesehenen Leerlaufbetriebes die Auflage am Nocken 12, um zusammen mit dem Schieber 11, dem Rohrstueck 6, dem Regelhebel 7 und dem Ring 9 eine Gleichgewichtslage zwischen dem Druck der Fliehkraftmassen 3 und der Kraft der Feder 14· einzunehmen ," die einer Kraftstoffabgäbe fuer den Leerlaufbetrieb entspricht (Punkt II in Figur 2 ) .

Wird der Uebertragungshebel und sein Fortsatz hingegen in die Lage entsprechend dem maximalen Nie-

derdruecken des Gaspedals gebracht, dann drueckt die elastische Gegenwirkungsgruppe 15 gegen den Schieber

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11 und ver/Laiffc*¹ den mit dem Schieber zusammenwirkenden Hebel 13, unter Ueberwindung des Druckes der Fliehkraftmassen 3, sich gegen den Einstellnocken

12 anzulegen. In diesem Zustand nehmen das Rohrstueck 6, der mit diesem praktisch verbundene Schieber 11, der Hebel 7 und der Regelring 9 eine Lage ein, die jener der Kraftstoffabgabe fuer das maximale Drehmoment des Motors entspricht (Linie III im Diagramm der Figur 2). Die Einstellung dieser Kraftstoffmenge kann mit Hilfe des Nockens 12 erfolgen.

Wenn bei noch ganz niedergedruecktem Gaspedal die Belastungszustaende der Verbrennungskraftmaschine derart werden, dass ihre Drehzahl einen vorbestimmten Wert uebersteigt (Drehzahl N, in den Diagrammejjider Figuren 4-, 6, 8, 10, 12 und 14), dann ueberwindet der durch die Fliehkraftmassen hervorgerufene Druck die Gegenkraft der elastischen Gruppe und veranlasst die gesamte bewegliche Baugruppe sich zu verschieben, wobei die Anlage am Nocken 12 verlassen wird, bis sich die reduzierte Kraftstoffabgabe auf den Wert der auf den Motor aufgebrachten Bremsbelastung einstellt.

Im Fall von Nullast stellen sich die neuen Gleichgewichtszustaende bei einer Kraftstoffabgabe entsprechend der Kraftstoffmenge ein, die der Motor benoetigt, um sich boi hohen Drehzahlen in Bewegung

zu halten (Punkt IV im Diagramm der Figur Z). Die entsprechende Drehzahl (maximale Drehzahl bei Leerlauf) ist jene, die in den Diagrammen der Figuren 4, 6, 8, 10, 12 und 14 mit N. bezeichnet ist. Die Wirkungsweise des Reglers fuer Stellungen des aeusseren Steuerhebels und somit des Fortsatzes 19 des Uebertragungshebels, die sich zwischen der Minimumstellung und der Maximumstellung befinden, haengt vom Aufbau der elastischen Gegen-Wirkungsgruppe ab.

Indem die in den Figuren 3 bis 14 dargestellten Beispiele verfolgt werden, kann folgendes bemerkt werden.

Figuren 3 und 4: die Wirkungsweise des Reglers ist auch bei Zwischenstellungen des Steuerhebels (Ki₁ °ipj ⁰^o) kontinuierlich. Da die einzige Feder eine lineare Charakteristik besitzt, werden die Kurven des Reglereingriffes mit zunehmender Drehzahl steiler.

Figuren 5 und 6: die Wirkungsweise des Reglers ist ganz aehnlich wie vorher, doch gestattet es die Feder mit zunehmender Steifheit die Neigung der Kurven des Reglereingriffes konstant zu halten. Figuren 7 und 8: auch in diesem Fall ist die Wirkungsweise des Reglers kontinuierlich. Der mittlere, frei bewegliche Federteller gestattet es, oberhalb eines gewissen Belastungswertes, die flexiblere Feder 31 auszuschalten, indem sich ihre

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Windungen paketartig aneinanderlegen oder indem der mittlere Federteller 32 gegen den Endfederteller 18 zur Anlage kommt. Die folgliche groessere Steifheit der Gruppe gestattet es, eine uebermaessige Steitheit der Kurven des Reglereingriffes bei Hohen Drehzahlen zu vermeiden.

Figuren 9 und 10: die elastische Gruppe ist in diesem Fall fuer Minimum-Maximum-Regler geeignet. Die Maximumfeder 46 ist mit grosser Vorspannung zwischen dem am Anschlagring 34 anliegenden Federteller 33 und dem Federteller 26 angeordnet. Der von den Fliehkraftmassen hervorgerufene Druck erreicht den Wert dieser Vorspannung bei der Hoechstdrehzahl N... Nach Ueberschreiten dieser Drehzahl beginnt der Regler die Kraftstoffabgabe aitfzuschliessen.

Was den Drehzahlbereich unter der Hoechstdrehzahl Ν-, betrifft, ist zu unterscheiden, ob die elastische Gruppe eine weitere Feder besitzt (wie dargestellt) oder nicht.

Waere nur die Maximumfeder vorhanden (in diesem Fall waere der Aufbau der Gruppe jener gemaess Figur 3), dann wuerde im Drehzahlbereich zwischen der Drehzahl n¹ (Ende der Einwirkung der Minimumfeder) und der Drehzahl N, (Beginn der Einwirkung der Maximumfeder) jegliche selbsttaetige Einwirkung des Reglers ausgeschlossen. 3eder Stellung des aeusseren Steuerhebels und somit des Fortsatzes 19 des Uebertragungshebels wuerde, unabhaengig von der

Drehzahl, eine unmittelbare Einstellung der Lage der gesamten beweglichen Gruppe des Reglers und des mit ihr verbundenen Regelringes 9 entsprechen. Der Kraftstoffabgabeverlauf der Einspritzpumpe bei Teilwinkellagen des Steuerhebels ( C{ , , #_?, ö(,) wuerde somit im Drehzahlbereich n' bis N-. die Gestalt von Linien annehmen, die zur Linie der maximalen Kraftstoffabgabe parallel sind.

Mitunter ist es aber wuenschenswert, dass dieser Verlauf bei Teilbelastungen zu einer leichten Abnahme neigt mit zunehmenden Drehzahlen. Dab * handelt es sich nicht um eine tatsaechliche Regelung, sondern vielmehr um die Anpassung der Abgabekurven an besondere Erfordernisse des Benutzers.

Diese Funktion wird selbsttaetig durch die zweite, zwischen den Federtellern 33 und 18 angeordnete Feder 4-7 uebernommen.

Diese Feder besitzt eine derartige Vorspannung, dass sie gewoehnlich ihre Einwirkung bei einer Drehzahl beginnt, die groesser als die Mindestdrehzahl ist (n¹¹¹ im Diagramm der Figur 10), und dass sie bis zur Hoechstdrehzahl N-, weiterwirkt.

Angesichts der hohen Steifheit der Feder 47 beschraenkt sich ihre Wirkung auf die Abgabekurven im Drehzahlbereich n"' - N-. auf eine geringe Korrektur derselben im Sinn der Verringerung der Foerdermenge bei hohen Drehzahlen (Kurven ß( , , ßC-, if ₃ in Figur 10) .

Figuren 11 und 12: die Wirkungsweise des Reglers ist aehnlich derjenigen nach Figur 7 (kontinuierlich). Die Unterteilung des Wirkungsbereiches ist jedoch groesser zufolge der drei Federn und der zwei beweglichen Federteller. Das Prinzip ist dabei noch jenes, dass der Reihe nach einige Federn unwirksam gemacht werden, um die Gruppe bei den hohen Drehzahlen zu versteifen.

Figuren 13 und 14·: es gelten die gleichen Prinzipien wie fuer Figur 10 (Minimum-Maximum-Regler). Der mittlere ungeregelte Bereich (Drehzahlbereich n¹ - N,) wird hier von zwei Anpassfedern unterschiedlicher Steifheit bedeckt, um in diesem Bereich Abgabekurven mit unterschiedlichem Verlauf zu erzielen.

Die bisher beschriebenen Ausfuehrungsformen der elastischen Gegenwirkungsgruppen stellen lediglich einige Beispiele dar. Durch geeignete Einwirkung auf die Vorspannung, die Anzahl und die Steifheit der Federn sowie auf die Bewegungshuebe der Federteller lassen sich diese Beispiele beliebig erweitern.

Es sei bemerkt, dass diejenigen elastischen Gegenwirkungsgruppen, die eine kontinuierliche Wirkungsweise des Reglers herbeifuehren (Figuren 3, 5, 7, 11) bei Marinemotoren und Motoren fuer Traktoren Anwendung finden, waehrend jene der Minimum-Maximum-Art (Figuren 9 und 13) vorwiegend bei Kraftfahrzeugmotoren angewendet werden.

Die in den Diagrammen der Figuren 4, 6, 8, 10, 12 und 14 eingetragenen Drehzahlen haben folgende Bedeutung:

N, = Drehzahl zu Beginn der Ausschaltung der Zusatzfeder

N- = Drehzahl bei Leerlaufbetrieb N~ = Hoechstdrehzahl bei Vollast N^ = Hoechstdrehzahl bei Nullast n¹ = Drehzahl bei Ende der Einwirkung der Minimumfeder

n¹¹ = Drehzahl bei Ende der Einwirkung der floxible-

ren Feder
n^l|r= Drehzahl bei Beginn der Einwirkung der ersten Anpassfeder an Foerdermenge n^lv = Drehzahl bei Ende der Einwirkung der ersten

Anpassfeder
n^v = Drehzahl bei Beginn der Einwirkung der zweiten

Anpassfeder an Foerdermenge

ην ι= Drehzahl bei Ende der Einwirkung der Feder mit mittlerer Flexibilitaet.

In den Diagrammen der Figuren 2, 6, 8, 10, 12 und 14 ist das Abgabegesetz der Einspritzpumpe (Q in mm /je Druckhub) mit Steuerhebel des Reglers in der Maximumstellung als Gerade parallel zur Abszissenachse dargestellt (siehe auch die Linie III in Figur 2). Auch wenn der tatsaechliche Verlauf aus hydrodynamischen Gruenden merklich davon abweicht, wird es vorgezogen, diese Annahme beizuhalten, um die Wirkungs-

weise der in den Figuren 15 und 17 dargestellten Anpassungsvorrichtungen klarer zu erlaeutern.

Bei den beiden elastischen Gegenwirkungsgruppen, die mit Foerdermengenanpassungsvorrichtungen an die mittleren Drehzahlen versehen sind (Figuren 9 und 13) ist ersichtlich, dass diese Anpassung fuer die Teilabgabekurven, nicht aber fuer die Kurve der maximalen Foerdermenge erfolgt.

Mitunter kann gefordert sein, dass diese Anpassung auch bzw. ausschliesslich fuer die Kurve der maximalen Foerdermenge erfolgt. In diesen Faellen sieht der erfindungsgomaesse Regler die Moeglichkeit zweier Varianten in Abhaengigkeit von der geforderten Art der Anpassung vor.

Die Linie III der maximalen Abgabe im Diagramm der Figur 2 kann eine Korrektur im Sinn der Verringerung der Foerdermenge bei hohen Drehzahlen (V) erforderlich machen, welches der allgemeinere Fall ist, oder aber eine Korrektur im Sinn einer Zunahme mit der Drehzahl (VI). Die erstere wird mit der in Figur 15 gezeigten Vorrichtung und die zweite mit der Vorrichtung nach Figur 17 erzielt.

Zum Verstaendnis der Wirkungsweise der Anpassungsvorrichtung nach Figur 15 ist zu beruecksichtigen, dass mit dem Steuerhebel des Reglers und somit mit dem Fortsatz 19 des Uebertragungshebels in der Maximumstellung, die durch diesen Fortsatz der Feder bzw. den Federn der elastischen Gruppen

mit kontinuierlicher Wirkungsweise erteilte Vorspannung auf den Schieber 11 und somit, fuer den nicht durch den Druck der Fliehkraftmassen kompensierten Anteil, auf den einstellbaren Anschlag 12 des Hebels 13 entladen wird. Die Gegenwirkung an diesem Anschlag wird daher umso geringer sein, je groesser die Drehzahl der Einspritzpumpe ist und sie wird nahe der Hoechstdrehzahl der Einwirkung des Reglers null werden.

Wenn man den starren Anlagefluegel des Hebels 13 am Nocken 12 durch eine elastisch nachgiebige Vorrichtung ersetzt, dann wird der Hebel 13' (Figur 15), dem die Feder 21 mit grosser Steifheit entgegenwirkt, geringe Verschiebungen in Abhaengigkeit von der Auflagelast auf den Einstellnocken der Foerdermenge ausfuehren. Analoge geringe Verschiebungen wird im Verhaeltnis zu dem unterschiedlichen Hebelarm der Schieber 11, das Druckrohrstueck 6 welches mit diesem zusammenwirkt und somit der Hebel 7 und der Einstellring 9 ausfuehren, wodurch folglich die abgegebene Kraftstoffmenge veraendert wird.

Nachdem, wie gesagt, die Anlagekraft des Hebels 13' am Nocken 12, bei Steuerhebel des Reglers in der Maximumstellung bei hohen Drehzahlen am kleinste.η und bei niedrigen Drehzahlen am groessten ist, verursacht eine Drehzahlverringerung eine Vergroesserung der durch die Feder 21 uebertragenen Kraft und folglich ein geringes Nacngeben derselben, mit

einer entsprechenden Verschiebung der gesamten beweglichen Gruppe gegen die F.liehkraftgruppe. Dies ruft zufolge der entsprechenden Verschiebung des Einstellringes 9 eine Vergroesserung der bei jedem Pumphub eingespritzten Kraftstoffmenge hervor.

Durch Veraenderung der Steifheit und der Vorspannung der Anpassfeder 21, sowie der Laenge des Distanzstueckis 22 laesst sich jeglicher Korrekturwert der natuerlichen Abgabekurve der Einspritzkurve verwirklichen.

Diese Art der Anpassung (verstaerkte Kraftstoffabgabe bei abnehmender Drehzahl) ist durch die Linie V im Diagramm der Figur 2 veranschaulicht und wird als "positiv" bezeichnet. Eine "negative" Anpassung der Hoechstfoordermenge (Zunahme der Kraftstoffabgabe bei zunehmender Drehzahl) laesst sich hingegen der in Figur 17 gezeigten Vorrichtung verwirklichen .

Diese Anpassung nutzt unmittelbar den von der Fliehkraftgruppe resultierenden Druck aus und sie ist daher, im Gegensatz zu der vorher beschriebenen positiven Anpassungsart , stets vorhanden, unabhaengig von der Stellung des Steuerhebels des Reglers. Daraus ergibt sich, dass nicht nur die Linie der Hoechstfoerdermenge den im Diagramm der Figur 2 mit VI bezeichneten Vorlauf annimmt, sondern dass auch die Kurven der Teilabgaben einen parallelen Verlauf zu dieser Linie annehmen.

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Die Anpassung "negativer" Art wird durch Einschaltung einer sternfocrmigen Federscheibe 43 zwischen den Schieber 11' (Figur 17) und der in ihm enthaltenen Druckhuelse 42 erzielt. Das Druckrohrstueck 6' drueckt mit dem von der Fliehkraftgruppe herruehrenden Druck gegen die Huelse 42 und ruft dadurch eine Verformung der Federscheibe 43 hervor, welche -sich gegen den Kreisvorsprung 44 des Schiebers II¹ abstuetzend - unter Beibehaltung der Lage des Hebels 13 den auf dem Rohrstueck 6' verschiebbaren Bundring 40 gegen die Fliehkraftgruppe verschiebt.

Mit dem, durch die Feder 41 mit dem Randbereich der Federscheibe 43 in ßeruehrung gehaltenen Bundring 40 ist der Hebel 7 unmittelbar verbunden, welcher die Bewegung auf den Einstellring 9 uebertraegt. Nachdem der Druck des Reglers in Abhaengigkeit von der Drehzahl veraenderlich ist, aendert sich verhaeltnisgleich auch die Verformung der Federscheibe 43 und somit die Lage des Bundringes 40, mit folglicher Beeinflussung der Kraftstoffabgabe seitens der Einspritzpumpe. Der Bundring 40 wird sich umso naeher der Fliehkraftgruppe befinden, je groesser der Druck und somit die Drehzahl ist.

Da die Pumpenfoerderung unmittelbar verhaeltnisgleich der Naehe des mit dem Bundring 40 zusammenwirkenden Rollenzapfens des Hebels 7 an der Fliehkraftgruppe ist, ergibt sich, dass bei hohen

Drehzahlen (starken Druecken) die Kraftstoffabgabe groesser ist als bei niedrigen Drehzahlen.

Die Figuren 18 und 19 zeigen zwei der verschiedenen moeglichen Ausfuehrungsformen der Federscheibe 43.

Der in Figur 1 dargestellte Nocken 45 dient zur Einstellung von aussen des Bewegungshubs fuer die Ueberfoerderung. Der am Reglergehaeuse gelagerte Nokken 45 kann naemlich beim Anhalten der Pumpe die Rueckverschiebung des Rohrstueckes 6 unter der Wirkung der Zusatzfeder 10 gegen die Fliehkraftgruppe begrenzen. Die Einstellung des Nocken 45 und somit der gewuenschten Ueberschusskraftstoffmenge fuer das Anlassen kann beim Eichen der Pumpe vorgenommen werden.

Oft ist es aber wuenschenswert, dass die Ueberschusskraf tstof fmenge fuer das Anlassen nicht immer konstant bleibt, sondern sich in Abhaengigkeit von der Temperatur des Molors aendert. Beim Anlassen des warmen Motors ist es in der Tat unnuetz und schaedlich die betraechtliche Ueberschusskraftstoffmenge beizubehalten, die beim Anlassen des kalten Motors notwendig ist.

Im Fall einer derartigen Forderung kann der Zapfen des Nockens 45 bzw. einer entsprechenden beliebig profilierten Kurvenscheibe mit einem (nicht dargestellten) aeusseren Hebel verbunden werden, der gegen einen in Abhaengigkeit von der Motortem-

peratur beweglichen Anschlag anliegt und damit die Lage des Nockens und folglich den Zusatzhub veraendert.

Die gleiche, aus Nocken und aeusserem Hebel bestehende Vorrichtung ktinn auch die Funktion des Anhaltens des Motors von Hand aus erfuellen. In diesem Fall braucht man lediglich den aeusseren Hebel in eine derartige Lage bringen, dass der Nokken 4-5 den mit dem Einstellring 9 verbundenen Hebei 7 veranlasst, a^usser der Zusatzfoerderung auch die normale Abgabe der Pumpe auszuschliessen.

Claims

26.08.1981

Anmelder: SPICA S.p.A.

LIVORNO, Italien

""Fliehkraftdrehzahlregler fuer Kraftstoffeinspritzpumpen"

PATENTANSPRUECHE

(\J Fliehkraftdrehzahlregler fuer Kraftstoffein· spritzpumpen an Dieselmotoren, bei demein, sich in Abhaengigkeit von dem seitens Fliehkraftmassen er-

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zeugten Druck und dem seitens einer Mehrzahl von Gegenfedern ausgeuebten Gegendruck in seiner Lage einstellendes Rohrstueck ueber einen Einstellhebel mit einem die Foerdermenge bestimmenden, mit einem hin- und herbeweglichen und drehbaren Pumpelement zusammenwirkenden Ringelement verbunden ist, dieses Einstellrohrstueck gegen einen Zwischenschieber zur Anlage bringbar ist, welcher mittels eines an ihm angelenkten und gegen einen einstellbaren Anschlag wirkenden Hebels in seiner Lage einstellbar ist und gegen welchen der Druck einer mit einem Fortsatz eines Steuerhebels zusammenwirkenden elastigen Gegenwirkungsgruppe wirkt, wobei das Einstellrohrstueck ferner der Wirkung eines weiteren Federmittels ausgesetzt ist, um in der Anhaltephase des Motors in eine solche Lage gebracht zu werden, dass beim darauffolgenden Anlassen des Motors eine Ueberschusskraftstoffabgabe vorbestimmter Menge bzw. in einer der Motortemperatur verhaeltnisgleichen Menge herbeigefuehrt wird und wobei der Fliehkraftregler geeignet ist, die Einschaltung einer elastischen Vorrichtung zur "positiven" Anpassung der Hoechstfoerdermenge zwischen dem am Schieber angelenkten Hebel und dem diesbezueglichen einstellbaren Anschlag, sowie einer selbsttaetigen Vorrichtung zur "negativen" Anpassung der Foerdermenge zwischen dem Einstellrohrstueck und dem Schieber zu gestatten, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Gegen-

Wirkungsgruppe (15) aus oiner oder mehreren, in Reihe angeordneten Druckfedern (25; 25'; 30, 31; 4-6, 47) besteht, welche zusammen mit zwei, mit Anschlagfederringen (27, 28) zusammenwirkenden Endfedertellern (18, 26) auf einem Rohr (29) angeordnet sind, das mit entsprechenden Ringnuten zur Aufnahme der Federringe (27, 28) versehen ist.
2. Fliehkraftregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusaetzlich zu den Endfeder«- tellern (18, 26) der elastischen Gegenwirkungsgruppe (15) ein oder mehrere frei verschiebbare Zwischenfederteller (32) vorgesehen sind.
3. Fliehkraftregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusaetzlich zu den Endfedertellern (18, 26) der elastischen Gegenwirkungsgruppe (15) ein oder mehrere Zwischenfederteller (33, 35) vorgesehen sind, die mit Anschlagfederringen (34; 36, 37) zusammenwirken.
4. Fliehkraftregler nach einem der Ansprueche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung der Feder bzw. Federn und der Verschiebungshub des bzw. der Federteller der elastischen Gegenwirkungsgruppe (15) mittels Beilagscheiben (38, 39) einstellbar sind, welche zwischen den Federn und den Federtellern und zwischen letzteren und den Anschlagfederringen eingesetzt sind.
5. Fliehkraftregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Gegenwirkungs-

gruppe (15) verschiebbar auf einer Welle (16) angeordnet ist, die die Verlaengerung der Welle (1) des Reglers ist, um die die Fliehkraftgruppe (2, 3) drehbar gelagert ist.
6. Fliehkraftregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlaengerungswelle (16) an ihrem von der Fliehkraftgruppe (2, 3) entfernten Ende in einem Endflansch (17) gelagert ist, der im Reglergehaeuse angeordnet und so bemessen ist, dass durch die Zentrierbohrung des Gehaeuses die elastische Gegenwirkungsgruppe (15) einfuehrbar ist.
7. Fliehkraftregler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Gegenwirkungsgruppe (15) mit dem von der Fliehkraftgruppe (2, 3) entferntesten Endfederteller (18) an einem geformten Fortsatz (19) eines innerhalb des Reglers angeordneten Uebertraqungshebels anliegt, der mit seiner Achse im Reglergehaeuse gelagert ist und dessen Stellung von jener des Steuerhebels des Reglers abhaengt.
8. Fliehkraftregler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere auf das Einstellrohrstueck (6) einwirkende Federmittel, um dasselbe in der Anhaltephase des Motors in eine solche Lage zu bringen, dass beim darauffolgenden Anlassen des Motors eine Ueberschusskraftstoffabgabe vorbestimmter Menge bzw. in einer der Motortempe-

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ratur verhaeltnisgleichen Menge herbeigefuehrt wird, aus einer Druckfeder (10) besteht, die zwischen dem Einstellrohrstueck (6) und dem Zwischenschieber (11) angeordnet ist, auf den sich der Druck der elastischen Gegenwirkungsgruppe (15) enfbaedt.
9. Fliehkraftregler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere auf das Einstellrohrstueck (6) einwirkende Federmittel, um dasselbe in der Anhaltephase des Motors in eine solche Lage zu bringen, dass beim darauffolgenden Anlassen des Motors eine Ueberschusskraftstoffabgabe vorbestimmter Menge bzw. in einer der Motortemperatur verhaeltnisgleichen Menge herbeigefuehrt wird, aus einer Kegelfeder (24) besteht, deren Enden mit dem Einstellhebel (13") der Hoechstfoerdermenge und mit dem Regelhebel (7¹) zusammenwirken.
10. Fliehkraftregler nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der elastischen Gegenwirkungsgruppe (15) und dem Zwischenschieber

(11) eine Druckfeder (14) angeordnet ist, deren FederiOharakteristik und Vorspannung derart sind, dass der Motor mit seiner Mindestdrehzahl im Lauf gehalten wird.