DE3137145A1 - Ladedruckabhaengige steuereinrichtung fuer aufgeladene einspritzbrennkraftmaschinen, insbesondere fuer fahrzeug-dieselmotoren - Google Patents
Ladedruckabhaengige steuereinrichtung fuer aufgeladene einspritzbrennkraftmaschinen, insbesondere fuer fahrzeug-dieselmotorenInfo
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Description
3137H5 β. "33 3
Ik.9.1981 Ks/Kc
ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1
Ladedruckabhängige Steuereinrichtung für aufgeladene
Einspritzbrennkraftmaschinen, insbesondere für Fahrzeug-Dieselmotoren ' - '
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Steuereinrichtung nach der
Gattung des Hauptanspruchs. Es sind durch die US-PS ^O
bzw. die Druckschrift der Robert Bosch GmbH, Stuttgart "Diesel-Einspritzausrüstung (2) Drehzahlregler für Reiheneinspritzpumpen"
VDT-UBP 210/1 vom 30.9. 1975, Seite 1+1, Bilder 90 und 91 als ladedruckabhängige Vollastanschläge
bezeichnete Steuereinrichtungen der gattungsgemäßen Bauart bekannt, die in Abhängigkeit vom Ladeluftdruck im
Lufteinlaßrohr der Brennkraftmaschine die Vollaststellung
der Regelstange der Kraftstoffeinspritzpumpe zur entsprechenden Anpassung der Vollasteinspritzmenge korrigieren.
Die bekannten Vollastanschläge arbeiten zwischen einer der sogenannten "Saugmenge" angepaßten reduzierten
Vollaststellung, wenn kein Ladeluftdruck vorhanden ist,
und einer der sogannten "Ladermenge" angepaßten erhöhten
Vollastmenge bei maximalem Ladeluftdruck. Soll nun bei
Fahrzeug-Dieselmotoren durch Niedertreten des Gaspedals die Brennkraftmaschine beschleunigt werden, so erhöht
sich schlagartig die Einspritzmenge von der der Leerlauf-
Ol- 17333
3137H5
drehzahl zugeordneten Leerlaufmenge auf die.Saugmenge. Da
der Motor jedoch verzögert hochläuft, wird kurzzeitig zuviel Kraftstoff eingespritzt, was zu einer Erniedrigung
der Brennraumtemperatur und in sehr nachteiliger Weise zu einer überaus starken Rauchentwicklung führt.
Um eine zu starke Rauchentwicklung bei einer zu schnellen
Kraftstoffmengenerhöhung zu verhindern, ist bereits in der DE-OS 28 27 583 vorgeschlagen worden, anstelle eines ladedruckabhängigen
Vollastanschlags ein Verzögerungsglied (dash-pot) als Steuereinrichtung zu verwenden. Eine solche
Einrichtung befriedigt alleine jedoch auch nicht, so daß es ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, die Funktion
der beiden bekannten Einrichtungen mit ihren jeweiligen
Vorteilen in einer einzigen Steuereinrichtung zu verwirklichen.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs verbindet auf überraschend einfache Weise die Vorteile eines Verzögerungsgliedes und eines ladedruckabhängigen Vollastanschlags,
ohne daß ein merklich größerer Bauraum benötigt wird.
Durch dde in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Steuereinrichtung möglich.
So ist gemäß Anspruch 2, bei der das Stellglied bei abgestellter oder mit Leerlaufdrehzahl laufender Maschine an
einem ersten und bei maximalem Ladeluftdruck an einem
zweiten einstellbaren Endanschlag anliegt, durch die kennzeichnenden
Merkmale a bis c eine zuverlässige Funktion des die Drosselvorrichtung beinhaltenden Ladedruckanschlags
gesichert. Durch die Merkmale des Anspruchs 3 ist
auf einfache Weise der Umschaltpunkt von der Dämpfungs- auf die Ladedrucksteuerfunktion einstellbar.
Durch den in Anspruch k beanspruchten offenen Drosselschlitz
läßt sich auf einfache Weise durch entsprechende Dimensionierung des Schlitzes die Drossel-wirkung bestimmen, wobei die offene
Bauart des Schlitzes zusätzlich noch in besonders vorteilhafter Weise eine Selbstreinigungsfunktion aufweist. Durch
die gemäß Anspruch 5 eingeführte zweite Rückstellfeder ist
die Charakteristik des Dämpfungshubes zusätzlich beeinflußbar, und durch die Merkmale des Anspruchs 6 sind die
Einstellwerte für den ladedruckabhängig gesteuerten Stellhub und für den Dämpfungshub unabhängig voneinander einstellbar.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße ladedruckabhängige
Steuereinrichtung und Figur 2 ein Regelweg-Drehzahl-Diagramm zur Darstellung der Wirkungsweise der
Steuereinrichtung.
Beschreibung des Ausführungsbeispieles
An eine mit 10 bezeichnete Stirnfläche eines Einspritzpumpen- oder Reglergehäuses 11 ist ein Gehäuse 12 eines
ladedruckabhängigen Vollastanschlages 13 angeflanscht.
Zwischen dem Gehäuse 12 und einem Deckel 1U ist eine als
bewegliche Wand dienende Stellmembran 15 eingespannt, die,
durch zwei Tellerscheiben 16 und 17 verstärkts mit einer
als Stellglied dienenden Schubstange 18 fest verbunden ist.
ο ι 3 / ι 4 b
Wie innerhalb des Gehäuses 11 andeutungsweise dargestellt,
betätigt die Schubstange 18 einen Winkelhebel 195 der als
Anschlaghebel die jeweils größtmögliche Regelstangenstellung eines mit 21 angedeuteten Fördermengenverstellgliedes der
Einspritzpumpe begrenzt» Das als'Regelstange ausgebildete'
Fördermengenverstellglied 21 wird über eine federnd nachgiebige Lasche 22 in bekannter Weise in Abhängigkeit von
der Stellung des Fahrpedals von einem Regelhebel 23 des Drehzahlreglers betätigt.
Eine von der Stelliiembran 15 einseitig begrenzte Druckkammer 2h innerhalb des Deckels 1h ist mittels eines am Deckel ^h
befestigten Leitungsanschlußteiles 25 über eine Ladeluftleitung 26 an das nicht näher dargestellte Lufteinlaßrohr
der Brennkraftmaschine angeschlossen, und in das Leitungsanschlußteil 25 ist eine weiter hinten näher beschriebene
Drosselvorrichtung 27 eingesetzt.
Die Schubstange 18 liegt bei abgestellter, mit Leerlaufdrehzahl
nT (siehe dazu Figur 2) laufender Maschine an einem ersten Endanschlag 28 an, und bei einem maximalen Ladeluftdruck
pT wird der mit h bezeichnete Gesamthub der Schubstange
18 durch einen zweiten einstellbaren Endanschlag 29a im Zusammenwirken mit weiter hinten näher dargelegten
Anschlagteilen (3^s 36) begrenzt. Der erste Endanschlag 28
ist als eine in eine Schraubhülse 30 eingeschraubte Stellschraube ausgebildet, der zweite Endanschlag 29a von der
Stirnfläche einer Schraubhülse 29, die in bekannter Weise durch eine nicht dargestellte, in Ausnehmungen.29b am
Außenumfang der Hülse 29 einrastende Haltefeder gesichert ist. Eine Rückstellfeder 31 ist bestrebt, das Stellglied
18 in seiner gezeichneten, durch den ersten Endanschlag. 28 festgelegten und den Gesamthub h ermöglichenden Ausgangsstellung zu halten. Die Rückstellfeder 31 stützt sich
dabei einerseits an der mit der Schubstange 18' verbundenen
Tellerscheibe 16 und andererseits an einem auf 'der Schraubhülse
29 verstellbar befestigten Stützri'rig "32 ab und wird nach-
folgend als zweite Rückstellfeder 31 bezeichnet. Der Stützring
32 ist in gleicher Weise vie die Schraubhülse 29 durch Haltemittel in der eingestellten Lage gesichert.
Eine erste Rückstellfeder 33 ist koaxial innerhalb der
zweiten Rückstellfeder 31 angeordnet und beeinflußt in bekannter Weise einen ladedruckabhängig gesteuerten Stellhub
h_ des Stellgliedes 18. Die Rückstellfeder 33 stützt
sich einerseits an einem fest mit der Schubstange 18 verbundenen ersten Widerlager 16a ab, welches von der Oberfläche
der Tellerscheibe 16 gebildet ist, und liegt andererseits, auf einem auf der Schubstange 18 verschiebbar
geführten zweiten Widerlager 3^ auf. Das zweite,
in Form eines Federtellers ausgebildete Widerlager 3^
liegt in der dargestellten Stellung an einem von einem Sicherungsring gebildeten Anschlagbund 35 der Schubstange
18 an, wobei es einen einen Dämpfungshub h^ bestimmenden
Abstand zum zweiten Endanschlag 29a aufweist,
er"ladedruckabhangige Stellhub hT ist bei bereits ein-„
U
gestelltem Dämpfungshub h_ durch den Abstand zwischen
dem zweiten Widerlager 3^ und einer auf der Schubstange
18 einstellbar befestigten Anschlaghülse 36 festgelegt.
Die Anschlaghülse 36 ist dazu auf einem Gewindeteil i8a der Schubstange 18 aufgeschraubt und mittels zweier
Führungsflächen 36a in einer entsprechend geformten Ausnehmung
37a einer drehbar auf der Schubstange 18 geführten und durch eine Mutter 38 in der eingestellten Lage gesicherten
Hülse 37 gegen Verdrehen gesichert gehalten. Die Hülse 37 ihrerseits trägt eine Mutter 39 zur Befestigung
der zwischen den beiden Tellerscheiben 16 und 17 eingespannten Stellmembran 15.
Der Gesamthub h der Schubstange 18 setzt sich aus dem ladedruckabhängig
gesteuerten Stellhub hT und dem Dämpfungshub
Il
h^ zusammen, und die Hub-Zeitcharakteristik des Dämpfungshubes h_ wird unter Mitwirkung der Rückstellfeder 31 im
-S- ;3Ί37Η5
wesentlichen von der Drosselvorrichtung 27 "bestimmt.
Die Drosselvorrichtung 27 "besteht aus einem den vollen
Durchgangsquerschnitt A zur Druckkammer 2h "bei fehlendem
Ladeluftdruck pTn sperrenden und bei Überschreiten eines »
JjU
vorbestimmten Ladesluftdruckes pT . selbsttätig öffnenden
Jj 1
Zuschaltventil j das mit einer seinen Ventilsitz 27a in
der in Figur 1 gezeichneten Sperrstellung des Zuschaltventils 27 umgehenden Drosselöffnung Ui versehen ist.
Das Zuschaltventil 27 ist als ein Membranventil ausgebildet,
dessen einerseits vom Ladeluftdruck pT in der
Ladeluft leitung 26 beaufschlagbare Ventilmembrane U2
andererseits von einer bezüglich ihrer Vorspannkraft auf einen von dem vorbestimmten Ladeluftdruck pT1 abhängigen
Ventilöffnungsdruck p„.. einstellbaren Ventilfeder
U3 belastet ist. Der Ventilsitz 27 und ein bewegliches
Ventilglied 27b des Zuschaltventil 27 sind mit zueinander planparallelen Ventilsitzflächen versehen,
und die Drosselöffnung U1 ist in einer der Ventilsitzflächen, im vorliegenden Fall in eine Stirnfläche
UHa eines in das Anschlußteil 25 eingepreßten Rohres kh,
als ein zum beweglichen Ventilglied 27b hin offener Drosselschlitz
eingearbeitet. Diese Formgebung der Drosselöffnung
Ui erlaubt eine relativ einfache Fertigung und hat zudem noch einen Selbstreinigungseffekt.
Im vorliegenden Beispiel sind die Hubteile hT und h^ unabhängig
voneinander, im wesentlichen durch jeweils eine Rückstellfeder 33 bzw. 31 beeinflußbar, es sind jedoch auch
Abwandlungen der vorliegenden Bauart möglich, bei denen die Federn in anderer Weise zusammenwirken, ohne daß die
Gesamt funktion beeinträchtigt wird. Die Vorspannkraft der
jeweiligen Federn, ihre Einbaulänge und Federcharakteristik
sowie ihr Einsetzpunkt bestimmen die in Figur 2 gestrichelt eingezeichnete dynamische Hochlaufkurve H des Motors.
: 17333
3137K5
Bei dem in Figur 2 dargestellten Diagramm ist der Regelweg
RW des Fördermengenverstellgliedes 21 in Millimetern angegeben und über der Drehzahl η aufgetragen. Mit V ist
die Vorlastkennlinie eingezeichnet, L zeigt eine eine
Startmehrmenge erlaubende Regelkurve der Leerlauffeder
mit dem Leerlaufpunkt LL bei vier Millimetern Regelweg. Bei acht Millimetern Regelweg setzt der Dämpfungshub h_^
ein, bei 10,5 Millimetern der sich daran anschließende ladedruckabhängig gesteuerte Stellhub hT (bekannte ladedruckabhängige
Vollastanschläge arbeiten nur mit dem Stellhub h_). Läuft der Motor im Leerlaufpunkt LL, und wird das
Fahrpedal zur Einstellung einer größeren Einspritzmenge
durchgetreten, dann würde das Fördermengenverstellglied 21 schlagartig auf den Punkt A, beim Regelweg 10,5 Millimeter
, angehoben, was zu einer Rauchbildung führen würde, da die Drehzahl des Motors und die Leistungszunahme diesem
Mengenanstieg nicht entspricht. Durch die in die Ladeluftleitung 26 eingefügte Drosselvorrichtung 27 und die für den
Drosselhub hn ausgelegte Steuereinrichtung 13 wird das Fördermengenverstellglied
21 bereits im Punkt B beim Beschleunigen abgefangen und läuft verzögert, entsprechend der
Kurve H, auf den Punkt C hinauf. Dadurch wird eine Rauchbildung vermieden. Zwischen C und einem mit D bezeichneten
Punkt auf der Vollastkennlinie V findet dann der ladedruckabhängig gesteuerte Stellhub hT der Schubstange 18 statt,
Jj
wodurch diese den Winkelhebel 19 in die strichpunktiert in Figur 1 eingezeichnete Schwenklage verstellt. Dadurch
wird die den maximalen Ladeluftdruck pT entsprechende
Fördermenge bei 13,2 Millimetern Regelweg gesteuert.
Leerseite
Claims (1)
- κ. 173 3 31U.9.1981 Ks/KcROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1Ansprüche1») Ladedruckabhängige Steuereinrichtung für aufgeladene Einspritzbrennkraftmaschinen, insbesondere für Fahrzeug-Dieselmotoren, mit einer entgegen der Kraft mindestens einer ersten Rückstellfeder (33) in Abhängigkeit vom Ladeluftdruck (PT) im Lufteinlaßrohr der Brennkraftmaschine verschiebbaren beweglichen Wand (15), die ein den Stellbereich oder die Vollaststellung eines Fördermengenverstellgliedes (21) einer Kraftstoffeinspritzpumpe veränderndes Stellglied (18) betätigt, und mit einer über eine Ladeluftleitung (26) an das Lufteinlaßrohr angeschlossen und von der beweglichen Wand (15) begrenzten Druckkammer (2*0, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamthub (h) des Stellgliedes (18) für einen dem ladedruckabhängig gesteuerten Stellhub (hT) vorgeschalteten Dämpfungshub (h_) ausgelegt ist, dessen Hub-Zeitcharakteristik durch eine ladedruckabhängig abschaltbare, in einen Leitungsanschluß (25) von der Ladeluft-leitung (26) zur'Druckkammer (2U) eingesetzte Drosselvorrichtung (27) bestimmbar ist.2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, bei der der Hub (h) des Stellglieds (18) bei abgestellter oder mit Leerlaufdrehzahl (n_) laufender Maschinedurch einen ersten und bei maximalem Ladeluftdruck (pT )LIU8.Xdurch einen zweiten einstellbaren Endanschlag (28 und 29a) begrenzt wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:a) der erste Endanschlag (28) ist in einer den Beginn des Dämpfungshubes (h_.) festlegenden Stellung lagegesichert befestigt ;b) ein Rückstellmittel (31) ist bestrebt, das Stellglied (18) in einer durch den ersten Endanschlag (28) festgelegten, den Gesamthub (h) ermöglichenden Ausgangsstellung zu halten;c) die Drosselvorrichtung besteht aus einem den vollen Durchgangsquerschnitt (A) zur Druckkammer (2k) bei fehlendem Ladeluftdruck (pTA) sperrenden und bei Überschrei-JjUten eines vorbestimmten Ladeluftdruckes (p ) selbst-Jj 1tätig öffnenden Zuschaltventil (27), das mit einer seinenVentilsitz (27a) in der Sperrstellung (Figur 1 ) des Zu-•öchaltventils (27) umgehenden Drosselöffnung (hl) versehen Lst." : U3333137H53. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuschaltventil (27) als ein Membranventil ausgebildet ist, dessen einerseits vom Ladeluftdruck (p.) beaufschlagbare Ventilmembrane (1+2) andererseits von einer bezüglich ihrer Vorspannkraft auf einen von dem vorbestimmten Ladeluftdruck (pT . ) abhängigen Ventilöffnungsdruck (p,,.. )LI VOeinstellbaren Ventilfeder (1+3) belastet ist.k. Steuereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (27a) und ein bewegliches Ventilglied (27b) des Zuschaltventils (27) mit zueinander planparallelen Ventilsitzflächen versehen sind und daß die Drosselöffnung (k1) in eine der Ventilsitzflächen (1+1+a) als ein zur jeweils an deren Ventilsitzfläche hin offener Drosselschlitz eingearbeitet ist.5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis h, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite, vorzugsweise bezüglich ihrer Vorspannkraft einstellbare, Rückstellfeder (31) als das den Gesamthub (h) ermöglichende Rückstellmittel des Stellgliedes (18) dient, letzteres in Richtung auf den ersten Endanschlag (28) hin belastet und mindestens während des überwiegenden Teils des Dämpfungshubes (h-J alleine wirksam ist.6. Steuereinrichtung n.ach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Rückstellfeder (33) beia ladedruckabhängig gesteuerten Stellhub (hT) wirksam ist und sichJjeinerseits an einem fest mit dem Stellglied (18) ver-. bundenen ersten Widerlager (i6a) und sich andererseits aö _ an einem auf dem Stellglied (18) verschiebbar geführten zweiten Widerlager ( 3Ό abstützt, das bei am ersten Endanschlag (28) anliegendem Stellglied (18) mit einem den Dämpfungshub (h-J bestimmenden Abstand zum zweiten Endanschlag (29a) an einem Anschlagbund (35) des Stellgliedes (28) anliegt.T. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der ladedruckabhängige Stellhub (hT) bei bereitsJLjeingestelltem Dämpfungshub (h_) durch den Abstand zwischen dem zweiten Widerlager (3*0 und einer auf dem Stellglied (18) einstellbar befestigten Anschlaghülse (36) fest-legbar ist./1
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