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Automatisch arbeitende Vorrichtung für einen
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Drehzahlwandler, insbesondere drehzahlabhängig arbeitende Kraftstoffspeisung,
für Fahrzeuge Die Erfindung betrifft eine automatisch arbeitende Vorrichtung für
einen Drehzahlwandler, insbesondere eine drehzahlabhängig arbeitende Kraftstoffspeisung,
für Fahrzeuge.
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Anstelle eines automatischen Drelizahlwandlers mit einem Planetengetriebe-Drehzahlwandler
und einer Fluidkupplung wurde eine automatisch arbeitende Vorrichtung für einen
angetriebenen
Drehzahlwandler vorgeschlagen, die automatisiert einen üblichen, manuell betätigten
Drehzahlwandler mittels einer Betätigungseinheit ansteuert, wie dies beispielsweise
in der japanischen Anmeldung 154,148/81 und 2 843/82 beschrieben ist.
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In der letztgenannten Anmeldung ist ein Drehzahlwandler beschrieben,
der kostengünstiger ist als der in der erstnal,nten Anmeldung beschriebene Drehzahlwandler
und der darüber hinaus ohne Änderung einsatzfähig ist; demzufolge ist der Drehzahlwandler
gemäß der japanischen Anmeldung 2 843/82 sowohl kostenmäßig als auch im Hinblick
auf die Kraftstoffkosten günstiger als der zuerst genannte Drehzahlwandler.
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Bei einer automatisch arbeitenden Vorrichtung gemäß dem zuletzt genannten
Drehzahlwandler wird eine Kraftstoff-Steuerstange (Zahnstange) in einer die Kraftstoffspeisung
reduzierenden Richtung durch ein Stellglied im Falle eines Dieselmotors betätigt,
um einen Anstieg der Drehzahl zu verhindern, das heißt einen abnormalen Anstieg
der Drehzahl, wie er in Fig. 1 durch die Linie 51 dargestellt ist, sobald eine Kupplung
während einer Drehzahländerung ausgekuppelt wird Die verwendeten Stellglieder enthalten
einen elektrischen Motor, ein Unterdruck-Stellglied usw., die jedoch insoweit zu
Schwierigkeiten führen, daß deren Aufbau hinreichend kompliziert ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine automatisch arbeitende
Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie hinsichtlich ihres
Aufbaus einfacher gestaltet ist und automatisch die zugeführte Kraftstoffmenge abhängig
vom Betrieb einer Kupplung verringert, um einen Drehzahlanstieg zu vermeiden, wenn-die
Kupplung ausgekuppelt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden
Teil
des Patentanspruchs gelöst.
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Gemäß der Erfindung ist bei einem Fahrzeug mit einem Dieselmotor und
einem darauf angeordneten Drehzahlwandler ein Magnetventil in der Mitte eines Kraftstoffspeisekanals
vorgesehen, der den Ausgang einer Speisepumpe nach Art einer Kraftstoffeinspritzeinheit
oder Kraftstoffspeiseeinheit vom Verteilungstyp (distribution-type) für den Dieselmotor
und den Kraftstoff-Einlaß bzw. -Ansaugstutzen miteinander verbindet; das Magnetventil
wird intermittierend während einer Periode des Auskuppelns der Kupplungseinheit
geöffnet und geschlossen, um dadurch die Drehzahl des Motors zu steuern.
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Insbesondere schafft die Erfindung damit eine drehzahlabhängige Kraftstoffspeisesteuerung,
insbesondere für Dieselmotoren mit einem Drehzahlwandler.
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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung anhand der Zeichnung zur Erläuterung weiterer Merkmale beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 ein Diagramm zur Erläuterung der Eigenschaften eines Motors bei
ausgekuppelter Kupplung, Fig. 2 eine Seitenschnittansicht einer Kraftstoffeinspritzung
vom Verteilertyp, Fig. 3 eine Seitenschnittansicht einer automatisch arbeitenden
Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 4 ein Flußdiagramm
einer Steuereinheit zum Steuern der Vorrichtung, Fig. 5 eine Seitenschnittansicht
einer Vorrichtung gemäß
einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
und Fig. 6 eine Seitenschnittansicht einer Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform
der Erfindung.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden im folgenden ve-schiedene
Ausführungsformen der Erfindung erläutert.
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bei einer in Fig. 2 gezeigten Kraftstoffeinspritzeinheit ist ein Stator
5 an der linken Seitenwand eines Gehäuses 4 gelagert; ein Rotor 8 mit einem Flügel
ist darin aufgenommen, um eine Speisepumpe A zu bilden; eine Welle 1 des Rotors
8 ist drehfähig mit dem Motor verbunden. Ein Kolben 32 steht drehfähig mit dem inneren
Ende der Welle 1 über eine Oldham-Kupplung 9 in Verbindung. Ein zylindrischer Halter
29 umgibt den peripheren äußeren Abschnitt der Welle 1 und ist so angeordnet, daß
er axial unverschiebbar, aber geringfügig drehfähig ist. Der Halter 29 weist eine
Vielzahl von Kurvenrollen 11 auf, die in beabstandeter Beziehung auf ihm peripher
gelagert sind und wird durch eine Einspritzsteuereinrichtung C bezüglich seiner
Drehung gesteuert, wobei die Steuereinrichtung C über einen Hebel 28 mit dem Halter
29 in Eingriff steht.
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Die Kraftstoff steuerungseinheit C ist derart konzipiert, das ein
Kolben 10 gleitfähig in einem Zylinder aufgenommen ist, der im Inneren der Wandung
des Gehäuses 4 ausgebildet ist; dieser Zylinder weist an seinem einen Ende eine
Kammer auf, die mit einem Kraftstoffbehälter 12 in Verbindung ist, und eine weitere
Kammer an seinem anderen Ende, die mit einer Ansaugöffnung einer Speisepumpe A in
Verbindung steht; der Halter 29 wird über den Hebel 28 durch den Kolben 10 in Drehung
versetzt, der wiederum in Abhängigkeit von einer Druckänderung im Kraftstoffbehälter
12 betätigt wird.
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Der Kolben oder Druckstempel 32 weist eine Nockenscheibe
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auf, die mit seinem Ende in Verbindung steht und gegen die Kurvenrollen 11 mittels
einer Feder 13 gedrückt und mit diesen in Eingriff verbracht wird und hin- und herbewegt
wird, wenn sich die Welle 1 dreht. Ein Zylinder 30 für den Druckstempel 32 ist an
der rechten Seitenwand des Gehäuses 4 (Fig.2) befestigt bzw. in diese Wand eingesetzt.
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Der Zylinder 30 weist eine Druckkammer 16 auf, die durch den Druckstempel
32 definiert ist. Der Zylinder 30 enthält in seiner peripheren Wand einen Einlaß
15 und Auslässe 19 mit der gleichen Zahl wie der Motor Zylinder hat, und zwar in
axial beabstandeter Beziehung; der Einlaß 15 ist an den Auslaß der Speisepumpe A
über einen Kanal 35 des Gehäuses 4 angeschlossen, d.h. an den Kraftstoffbehälter
12 innerhalb des Gehäuses 4. Die Vielzahl von Auslässen 19 ist in peripherer Richtung
unter Einhaltung gleicher Abstände vorgesehen und jeder Auslaß 19 ist mit einem
Speiseventil 6 über den Kanal des Gehäuses 4 und außerdem an ein Einspritzventil
jedes Zylinders des Motors über ein Einspritzrohr angeschlossen.
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Der Druckstempel 32 weist Einlaßkanäle 18 mit einer Zahl auf, die
der Zahl der Zylinder des Motors entspricht und die in gleichen Abständen in peripherer
Richtung an der äußeren peripheren Fläche am rechten Ende desselben vorgesehen sind,
so daß der Einlaß 15 und die Druckkammer 16 miteinander in Verbindung und außer
Verbindung gebracht werden können. Der Druckstempel 32 ist ferner mit einem axialen
Kanal 22 versehen, dessen eines Ende mit der Druckkammer 16 in Verbindung steht;
dieser Kanal 22 wird durch einen sich in radialer Richtung verlaufenden Auslaßkanal
20 mit dem Auslaß 19 in Verbindung gebracht bzw. gegenüber diesem Auslaß 19 getrennt.
Der Kanal 22 wird schließlich über einen radialen Uberströmkanal 21 mit dem Kraftstoffbehälter
12 in Verbindung gebracht oder gegenüber diesem Kraftstoffbehälter 12 getrennt.
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Auf dem Druckstempel 32 ist eine Hülse 24 zur Steuerung der
Kraftstoff
speisung zum öffnen und Schließen des offenen Endes des Uberströmkanals 21 in gleitfähiger
Anordnung aufgeschoben. Diese Steuerhülse 24 ist mit dem unteren Ende eines Leerlaufhebels
33 mittels einer Kugelverbindung verbunden. Der Leerlaufhebel 33 zusammen mit einem
Spannhebel 67 ist mittels eines Lagers 66 auf dem Gehäuse 4 dLohfähig gelagert,
wobei beide Hebel zum Zwecke einer l -ivdrehung über einen vorbestimmten Betrag
an Drehung federnd miteinander verbunden sind. Das obere Ende des Hebels 33 wird
gegen eine Druckstange 34 eines Fliehkraftreglers B gedrückt und mit dieser in Eingriff
gebracht, und zwar aufgrund einer Kraft einer Fliehkraftreglerfeder 63, die zwischen
dem oberen Ende des Spannhebels 67 und einem Steuerhebel 62 vorgesehen ist.
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Wenn ein Fliehyewicht 61 durch die Welle 1 über Zahnräder 23 und 7
in Drehung versetzt und gespreizt wird, wird die Druckstange 64 entlang einer Führungsachse
39 nach rechts gedrückt.
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Auf diese Weise wird die Hülse 24 des Druckstempels 32 durch den Steuerhebel
62 axial verschoben, um die Menge an Kraftstoffeinspritzung einzustellen und sie
wird ferner durch die Kraft des Fliehgewichtes 61 ebenfalls bewegt, um die Änderung
der Motordrehzahl zu steuern.
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Gemäß der Erfindung ist ein Magnetventil 41 in der Mitte eines Kanals
35 für die Kraftstoff zuführung angeordnet, um dieses Ventil intermittierend zu
öffnen und zu schließen, um damit die Drehzahl des Motors während des Auskuppelns
der Kupplung zu steuern. Dies bedeutet, daß gemäß Fig.3 eine zylindrische Kammer
42 in der Mitte des Kraftstoffspeisekanals 35 ausgebildet ist, welcher mit dem Kraftstoffbehälter
12 und der Einlaßöffnung 15 zum Zylinder 30 in Verbindung steht; der mit dem Kraftstoffbehälter
in Verbindung stehende Kanal 35 wird gegenüber dem peripheren Wandabschnitt der
Kammer 42 geöffnet und ein Kanal 35a,
der mit dem Einlaß 15 in Verbindung
steht, wird gegenüber dem Seitenwandabschnitt der Kammer 42 geöffnet. Das Magnetventil
41 ist auf dem Gehäuse 4 gelagert und der bewegliche Ventilkörper 43 des Ventiles
41 steht in die Kammer 42 vor, um das offene Ende des Kanals 35a zu öffnen und zu
schließen.
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Dieser bewegliche Ventilkörper 43 besteht vorzugsweise aus elastischem
Material, beispielsweise Gummi oder Kunstharz(-stoff) und weist an einem mittigen
Abschnitt eine Vertiefung auf,so daß das orfene Ende des Kanals 35a (Fig.3) durch
die äußere periphere Kante der Vertiefung verschlossen werden kann.
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Bei einer abgewandelten und in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform kann
eine Kugel 43a mit dem Ende des Ventilkörpers 43 verbunden sein, um das Ende des
Kanals 35a in entsprechender Weise zu öffnen und zu schließen. Gemäß einer weiteren
Ausführungsform kann das äußerste Ende des Ventilkörpers 43 eine konische Form haben,
wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, um in gleicher Weise das öffnen oder Verschließen
des Kanals 35a zu bewirken.
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Mit der vorstehend beschriebenen Anordnung gemäß der Erfindung wird
bei Schließen des Startschalters des Motors das Magnetventil 41 erregt, wodurch
der Ventilkörper 43 angehoben wird und somit der Kanal 35 in Verbindung mit dem
Einlaß 15 gebracht wird, wodurch eine normale Kraftstoffeinspritzung bewirkt wird.
Der Steuerhebel 62 gemäß Fig.2 kann durch ein Beschleunigungspedal betätigt werden,
um die Menge an Kraftstoffeinspritzung abhängig von den Lasten des Motors einzustellen,
um die gewünschte Drehzahl zu erhalten.
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Wenn die Drehzahl im Hinblick auf das Lastmoment des Motors einen
vorbestimmten Wert überschreitet, wird der Drehzahlwandler automatisch verschoben.
Während des Zeitintervalls dieses Betriebs mit variabler Drehzahl, d.h. während
des Auskuppelns der Kupplung bis zum Einrücken der Kupplung, wird ein Strom intermittierend
an das Magnetvenil 41 angelegt, so daß der Ventilkörper 43 nach oben und nach unten
bewegt
wird, um den Kanal 35 zu öffnen und zu schließen.
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Der vom Einlaß 15 zur Druckkammer 16 geführte Kraftstoff wird somit
verringert, infolgedessen der Druck des Kraftstoffes, der durch den Druckstempel
32 zum Auslaß 19 geführt wird, unabhängig von der Lage der Steuerhülse 24 reduziert
wird; damit wird die Menge an eingespritztem ltreftstoff entsprechend reduziert
und die Drehzahl des M to~ herabgesetzt, wie dies in Fig. 1 durch die Linie 52 gezeigt
ist.
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Die Drehzahl während eines Zeitintervalls eines Betriebs mit unterschiedlicher
Geschwindigkeit bzw. Drehzahl kann durch das Verhältnis EIN/AUS des Magnetventiles
41, d.h.
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Aktivierung/Deaktivierung des Magnetventiles 41, gesteuert werden.
Dieses EIN/AUS-Verhältnis läßt sich durch eine Programmsteuerung steuern, die auf
die Zeitspanne zwischen dem Auskuppeln und Einkuppeln der Kupplung voreingestellt
ist.
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Mit dem vorbeschriebenen Aufbau ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
von einfacherer Konstruktion als Vorrichtungen bekannter Art, bei welchen das Stellglied
in Verbindung mit der Drehzahl des Motors angetrieben wird bzw. betätigt wird, um
die Steuerzahnstange für die Kraftstoffsteuerung in einer Richtung zu Reduzierung
der Kraftstoffspeisung zu betätigen.
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Gemäß der Erfindung ist das Magnetventil 41 in der Mitte des Kraftstoffspeisekanals
der Kraftstoffeinspritzeinheit vorgesehen und damit wird die Montage der Vorrichtung
vereinfacht, was zu einer wesentlichen Kosteneinsparung führt.
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Die Erfindung schafft somit eine automatisch arbeitende Vorrichtung
für einen Drehzahlwandler, speziell für Fahrzeuge mit einem Dieselmotor und einem
darauf angeordneten Drehzahlwandler. Das Magnetventil befindet sich in der Mitte
des Kraftstoffspeisekanals, der den Ausgang der Speisepumpe mit einem Kraftstoffeinlaß
verbindet, wobei das Magnetventil intermittierend während des Zeitintervalls zwischen
dem Auskuppeln und Einkuppeln der Kupplung
zur Steuerung der Motordrehzahl
geöffnet und geschlossen wird.
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Das in Fig. 4 gezeigte Flußdiagramm veranschaulicht die Arbeitsweise
der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Kontrolle des Magnetventils 41 nur
im Falle eines Auskuppelns der Kupplung durchgeführt wird ("Absperren", d.h.
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Auskuppeln b JA: Steuerung über Magnetventil).
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