DE3614711C1 - A control device, operating by means of an expansion element as a function of the temperature, for fuel injection pumps of self-ignition internal combustion engines with supercharger - Google Patents

A control device, operating by means of an expansion element as a function of the temperature, for fuel injection pumps of self-ignition internal combustion engines with supercharger

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DE3614711C1 DE19863614711 DE3614711A DE3614711C1 DE 3614711 C1 DE3614711 C1 DE 3614711C1 DE 19863614711 DE19863614711 DE 19863614711 DE 3614711 A DE3614711 A DE 3614711A DE 3614711 C1 DE3614711 C1 DE 3614711C1
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Abstract

The invention relates to a control device, operating by means of an expansion element as a function of the temperature, for fuel injection pumps of self-ignition internal combustion engines with supercharger in which a coupling exists between the starting fuel delivery stop and the full load stop, permitting a charging pressure-dependent movement of the full load stop and temperature-dependent movement of the starting fuel delivery stop without reciprocal influencing of these movements, by means of which coupling the starting fuel delivery stop, adjustable by the expansion element for adjustment of the starting fuel delivery, and a counter-stop connected to the control rod can be brought into engagement when starting the internal combustion engine, and at the same time the full load stop and a further counter stop connected to the control rod can be disengaged.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine durch ein Dehnungs­ element temperaturabhängig arbeitende Regeleinrichtung für Kraftstoffeinspritzpumpen von selbstzündenden Brenn­ kraftmaschinen mit Lader, nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.The invention relates to an expansion element temperature-dependent control device for self-igniting fuel injection pumps engines with loaders, according to the generic term of the patent claim 1.

Bei derartigen Regeleinrichtungen für Lader-Brennkraft­ maschinen gemäß der vorveröffentlichten Druckschrift "Aus Forschung und Entwicklung der Daimler-Benz AG, Umweltfreundliche Mercedes-Benz-Motoren für Stadtbusse", Seite 2, Bild 5 (vorgestellt auf der IAA, Frankfurt am Main, 1985), greift das Dehnungselement an dem ladedruckabhängigen Vollastan­ schlag so an, daß beim Start (Kaltstart) der Brennkraft­ maschine unterhalb einer vorbestimmten Betriebstemperatur der schwenkbare Vollastanschlag und der mit der Regel­ stange verbundene Gegenanschlag außer Eingriff stehen und der über die Vollaststellung der Regelstange hinausgehende Startmengenanschlag den Weg der Regelstange begrenzt. Hingegen steht beim Start (Warmstart) oberhalb einer vorbestimmten Betriebstemperatur der durch das Dehnungs­ element eingeschwenkte Vollastanschlag mit dem Gegenan­ schlag in Eingriff. Somit ergeben sich zwei temperaturabhängige Stellungen für die Startmenge, wobei die eine Stellung der Grundmenge der Regelstange (ent­ spricht Vollastmenge ohne Ladedruck) und die andere Stellung einer über der Vollastmenge (entspricht der­ jenigen mit Ladedruck) liegenden Mehrmenge, die zu stören­ der Schwarzrauchemission führt und den Kraftstoffverbrauch erhöht, zugeordnet ist.In such control devices for supercharger internal combustion machines according to the previously published publication "From research and development by Daimler-Benz AG, environmentally friendly Mercedes-Benz engines for city buses", page 2, picture 5 (presented at the IAA, Frankfurt am Main, 1985) , attacks the expansion element on the boost pressure-dependent full load so that at the start (cold start) of the internal combustion engine below a predetermined operating temperature, the pivotable full load stop and the control stop connected to the control rod are disengaged and the start quantity stop going beyond the full load position of the control rod the control rod limited. On the other hand, at the start (warm start) above a predetermined operating temperature, the full-load stop pivoted in by the expansion element engages with the counter-stop. This results in two temperature-dependent positions for the starting quantity, one position of the basic quantity of the control rod (corresponds to full load quantity without boost pressure) and the other position to an excess quantity that corresponds to the full load quantity (corresponds to that with boost pressure), which leads to disturbance of the black smoke emission and increases fuel consumption.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vom techni­ schen Aufwand her einfache und verbesserte Regelein­ richtung der eingangs genannten Art für eine mit Ladedruck betriebene selbstzündende Brennkraftmaschine zu schaffen, durch die während des Starts Schwarzrauch erheblich herabgesetzt werden kann.The invention has for its object one of the techni simple and improved rules direction of the type mentioned for a operated with boost pressure to create self-igniting internal combustion engine by which during the Starts of black smoke can be significantly reduced.

Zur Lösung der Aufgabe dienen erfindungsgemäß die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.According to the invention serve to solve the problem Characteristics of claim 1 specified features.

Durch die Koppelung zwischen dem temperaturabhängigen Startmengenanschlag und dem ladedruckabhängigen Vollast­ anschlag ist im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine der Vollastanschlag eingerastet, der die Regelstangenbe­ wegung begrenzt, und der Startmengenanschlag ausgerückt.By coupling between the temperature dependent Starting quantity stop and the boost pressure-dependent full load The stop is in normal operation of the internal combustion engine Full load stop locked, which the control rodsbe limited movement, and the starting quantity stop disengaged.

Beim Start der Brennkraftmaschine ist der Vollastanschlag ausgeklinkt, jedoch der Startmengenanschlag verriegelt, der in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur den Start­ regelweg freigibt. Somit ist beim Start nicht nur eine einzige über die Vollastmenge hinausgehende Startmenge, sondern eine temperaturabhängige stufenlose Startmenge möglich, die auch unter der Vollastmenge liegen kann und somit zur beträchtlichen Reduzierung der Schwarz­ rauchemission und zur Absenkung des Kraftstoffverbrauches beiträgt. Ferner wirkt sich die Rücknahme der Startmenge vorteilhaft auf den Verschleiß der Brennkraftmaschine aus.At the start of the internal combustion engine is the full load stop notched, but the start quantity lock is locked, the start depending on the ambient temperature  regularly releases. So at the start not only one is over the Starting load exceeding full load quantity, but one temperature-dependent stepless starting quantity possible that are also below the full load can and thus significantly reduce the black smoke emissions and to reduce fuel consumption contributes. The withdrawal of the starting quantity also has an effect advantageous to wear on the internal combustion engine.

Aus der DE-OS 28 47 572 ist eine ladedruckabhängige Steuerung des Vollastanschlages für einen aufgeladenen Dieselmotor in Verbindung mit einer temperaturabhängigen Mengensteuerung bekannt. Eine Koppelung mit einem temperaturabhängigen Startmengenanschlag ist dieser OS nicht zu entnehmen.From DE-OS 28 47 572 is a boost pressure dependent Control of the full load stop for a charged one Diesel engine in connection with a temperature dependent Quantity control known. A coupling with one This OS is the temperature-dependent start quantity stop not to be removed.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen der Erfindung beansprucht. Durch die ent­ sprechend diesen Ansprüchen vorgenommenen Ausgestaltungen ist je nach gegebenem Platzbedarf eine Anordnung des Dehnungselementes seitlich bzw. stirnseitig am Regler­ gehäuse im Bereich des die Membran aufnehmenden Gehäuses oder auf dem Reglergehäuse quer zur Be­ wegungsrichtung der Regelstange möglich.In the subclaims are advantageous and beneficial Developments of the invention claimed. Through the ent configurations made according to these claims is an arrangement of the depending on the space required Expansion element on the side or front of the controller housing in the area of the housing receiving the membrane or on the controller housing across the loading direction of movement of the control rod possible.

Aus der DE-OS 26 19 055 ist es noch bekannt, die Start­ menge über eine Kulisse temperaturabhängig zu steuern, jedoch ist die Kulisse Teil eines elektromagnetisch an­ steuerbaren Verriegelungsschiebers, der je nach Beein­ flussung Festanschlag für die Vollastmenge ist.From DE-OS 26 19 055 it is still known the start control the quantity over a backdrop depending on the temperature, however, the backdrop is part of an electromagnetic field controllable locking slide, depending on the leg flow is a fixed stop for the full load quantity.

In der Zeichnung, Fig. 1 bis 4, sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die im folgenden näher be­ schrieben sind, während Fig. 5 dem Bild 5 in der zum Stand der Technik genannten Druckschrift "Umweltfreundliche Mercedes-Benz-Motoren für Stadtbusse" entspricht und somit geeignet ist, zum Verständnis der erfindungsgemäßen Maß­ nahmen beizutragen. Es zeigt im einzelnenIn the drawing, Fig. 1 to 4, embodiments of the invention are shown, which are described in more detail below, while Fig. 5 corresponds to image 5 in the prior art document "Environmentally friendly Mercedes-Benz engines for city buses" and is therefore suitable to contribute to the understanding of the measures according to the invention. It shows in detail

Fig. 1 den Gegenstand der Erfindung mit stirnseitig am Reglergehäuse angeordnetem Dehnungs­ element, Fig. 1 element of the subject invention with the front side arranged on the controller housing strain,

Fig. 2 das lagegeänderte Dehnungselement mit dem Startmengenanschlag als Kulisse, Fig. 2, the situation changed with the expansion element starting quantity stop as a backdrop,

Fig. 3 einen Schnitt durch das Dehnungselement nach der Linie III-III in Fig. 2 und Fig. 3 shows a section through the expansion element along the line III-III in Fig. 2 and

Fig. 4 den Startregelweg in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur, während Fig. 4, the start control path depending on the ambient temperature, while

Fig. 5 dem erwähnten Rückgriff auf den Stand der Technik dient. Fig. 5 serves the mentioned recourse to the prior art.

Bei der mit 1 bezeichneten Regeleinrichtung zur Herab­ setzung bzw. Vermeidung der Schwarzrauchemissionen bei Kaltstarts der Brennkraftmaschine sind im Reglergehäuse 2 ein verstellbarer und schwenkbar gelagerter Startmengen­ anschlag 3 sowie ein mit diesem durch eine Koppelstange 4 gekoppelter und ebenfalls schwenkbar gelagerter ladedruck­ abhängiger Vollastanschlag 5 vorgesehen, denen mit der Regelstange 6 der Einspritzpumpe verbundene Gegenanschläge 7 und 8 zugeordnet sind. Die Koppelstange 4 ist gelenkig mit Schwenkarmen 3 a, 5 a beider Anschläge 3, 5 verbunden. Der in Fig. 1 ausgeklinkte Vollastanschlag 5 ist mit seinem Schwenkarm 5 a an einer Membranstange 9 angelenkt, die mit einer ladedruckbeaufschlagbaren Membran 10 fest verbunden ist. Das Gehäuse 11 dieser Membran 10 ist stirnseitig am Reglergehäuse 2 so angeflanscht, daß die Längsbewegung der Membran 10 parallel zur Bewegungsrichtung der Regel­ stange 6 liegt. Am Reglergehäuse 2 ist außerdem ein über dem Membrangehäuse 11 liegendes Dehnungselement 12 stirn­ seitig angeflanscht. Im Gehäuse 13 des Dehnungselementes 12 ist eine Abstützplatte 14 mittig befestigt, an der sich einerseits eine Wachspatrone 15 abstützt und an der andererseits ein in der Abstützplatte 14 geführtes Schiebe­ glied 16 mit seinem Anschlag 17 anschlägt. An dem Anschlag 17 ist eine Anschlagstange 18 befestigt, an der der Schwenk­ arm 3 a des Startmengenanschlages 3 angelenkt ist.In the control device designated 1 for reducing or avoiding black smoke emissions during cold starts of the internal combustion engine, an adjustable and pivotably mounted starting quantity stop 3 as well as a load pressure-dependent full-load stop 5 coupled to it by a coupling rod 4 and also pivotably mounted boost pressure 5 are provided in the regulator housing 2 , of which counter stops 7 and 8 connected to the control rod 6 of the injection pump are assigned. The coupling rod 4 is articulated with swivel arms 3 a , 5 a of both stops 3, 5 . The full load stop 5 notched in FIG. 1 is articulated with its swivel arm 5 a to a membrane rod 9 which is firmly connected to a membrane 10 which can be subjected to boost pressure. The housing 11 of this membrane 10 is flanged on the end face of the controller housing 2 so that the longitudinal movement of the membrane 10 is parallel to the direction of movement of the control rod 6 . On the controller housing 2 , an expansion element 12 lying above the membrane housing 11 is also flanged on the end face. In the housing 13 of the expansion element 12 , a support plate 14 is attached centrally, on the one hand a wax cartridge 15 is supported and on the other hand, a slide member 16 guided in the support plate 14 strikes with its stop 17 . At the stop 17 , a stop rod 18 is attached to which the pivot arm 3 a of the start quantity stop 3 is articulated.

In Fig. 1 ist mit durchgezogenen Linien die Startstellung der Regeleinrichtung 1 gezeigt, in der die Wachspatrone 15 bei niedriger, unterhalb einer vorbestimmten Umgebungs­ temperatur, z. B. um 5°C liegender Temperatur einen Startregelweg zuläßt, der zwischen dem maximalen x und minimalen Startregelweg y liegt (s. hierzu auch Fig. 4). Die unterbrochenen Linien geben die Stellung des eingeklinkten Vollastanschlages 5 und die Stellung des ausgeklinkten Startmengenanschlages 3 an. Die strichpunktierten Linien von Anschlag und Gegenanschlag geben die Vollaststellung bei angeglichener Ladedruckbeaufschlagung an.In Fig. 1, the starting position of the control device 1 is shown in solid lines, in which the wax cartridge 15 at low, below a predetermined ambient temperature, for. B. temperature around 5 ° C allows a start control path that lies between the maximum x and minimum start control path y (see also FIG. 4). The broken lines indicate the position of the latched full load stop 5 and the position of the notched start quantity stop 3 . The dash-dotted lines of the stop and counterstop indicate the full load position when the boost pressure is adjusted.

Auch in Fig. 2 ist das Dehnungselement 12 auf dem Reglerge­ häuse 2 befestigt. Der Startmengenanschlag 3 ist durch eine Kulisse gebildet, deren durch das Dehnungselement 12 ausgelöste Bewegung quer zur Bewegung der Regelstange 6 verläuft. Die mit der Anschlagstange 18 des Dehnungs­ elementes 12 fest verbundene, den Startmengenanschlag 3 tragende Kulisse weist eine Führungsbahn 19 auf, in der lediglich in der dargestellten Lage der Kulisse bei eingeklinktem Vollastanschlag 5 die Regelstange 6 geführt ist. Die Stellung gibt den normalen Betrieb der Brennkraftmaschine an. Beim Start ist der Vollastanschlag 5 ausgeklinkt und gleichzeitig die Regelstange 6 durch Absenken der Kulisse in eine den Startmengenweg regelnde Führungsbahn 20 gebracht. Die Führungsbahn 20 hat einen Verlauf, der bei zu­ nehmendem Absenken der Kulisse infolge höherer Kälte­ grade den Startmengenweg vergrößert. Die Führungsbahn 20 kann als ebene oder mit Rasten (nicht dargestellt) ver­ sehene Fläche ausgebildet sein.Also in Fig. 2, the expansion element 12 is on the Reglerge housing 2 attached. The starting quantity stop 3 is formed by a backdrop, the movement of which is triggered by the expansion element 12 is transverse to the movement of the control rod 6 . The with the stop rod 18 of the expansion element 12 firmly connected, the starting quantity stop 3 supporting backdrop has a guide track 19 , in which the control rod 6 is guided only in the illustrated position of the backdrop with full load stop 5 engaged. The position indicates the normal operation of the internal combustion engine. At the start, the full-load stop 5 is released and, at the same time, the control rod 6 is brought into a guideway 20 which regulates the starting quantity path by lowering the link. The guideway 20 has a course which increases the starting quantity path as the setting decreases as a result of higher cold. The guideway 20 can be designed as a flat surface or with notches (not shown).

Die Koppelstange 4 ist L-förmig ausgebildet, wobei der kurze Schenkel 4 a als Lagerung für den Schwenkarm 5 a des Vollastanschlages 5 dient.The coupling rod 4 is L-shaped, the short leg 4 a serving as a bearing for the swivel arm 5 a of the full load stop 5 .

In Fig. 3 ist ein Schnitt durch das Schiebeglied 16 gezeigt, dessen etwa halbmondförmige Führungsstücke 21 mit Abstand voneinander angeordnet sind und von dem kreisrunden, aus Vollmaterial bestehenden Anschlag 17 (Fig. 1, 2) abragen. Die Führungsstücke 21 sind in entsprechend ausgebildeten Aussparungen 22 in der Ab­ stützplatte 14 geführt.In Fig. 3 a section through the sliding member 16 is shown, the approximately crescent-shaped guide pieces 21 are spaced from each other and protrude from the circular, solid material stop 17 ( Fig. 1, 2). The guide pieces 21 are guided in correspondingly formed recesses 22 in the support plate 14 .

Aus Fig. 4 ist der Startmengenverlauf über der Umgebungs­ temperatur ersichtlich, und zwar gibt die durchgehende Linie A den erfindungsgemäßen Startmengenverlauf und die unterbrochene Linie B den bekannten Verlauf der Start­ menge an, erzielt durch die Ausführung gemäß der den relevanten Stand der Technik wiedergebenden Fig. 5, in der bei einem Start unter -3°C der unverstellbare Start­ mengenanschlag als Begrenzung für den Regelstangenweg und bei einem Start über -3°C der ladedruckabhängige Vollast­ anschlag als Begrenzung dient (gekennzeichnet durch unter­ brochene Linien). Das Ein- oder Ausklinken des Vollastanschlages 5 wird in üblicher Weise durch einen Hebel im Reglergestänge be­ wirkt.From Fig. 4, the start quantity course is temperature seen on the environment, namely the solid line A indicates the starting amount of the course of the invention and the broken line B the known course of the starting amount of, achieved by the embodiment according to the relevant state of the art reproducing Fig. 5, in which the non-adjustable start quantity stop serves as a limit for the control rod travel when starting below -3 ° C and the full load stop dependent on the boost pressure serves as a limit for a start above -3 ° C (indicated by broken lines). The engagement or disengagement of the full load stop 5 is in the usual way by a lever in the control linkage be acts.

Claims (7)

1. Eine durch ein Dehnungselement temperaturabhängig arbeitende Regeleinrichtung für Kraftstoffeinspritz­ pumpen von selbstzündenden Brennkraftmaschinen mit Lader, bei der ein verschwenkbarer ladedruckabhängiger Vollastanschlag für einen mit der Regelstange ver­ bundenen Gegenanschlag zur Wegbegrenzung der Regel­ stange durch eine vom Ladedruck des Laders beaufschlagte Membran verstellbar ist, deren Gehäuse am Reglergehäuse angeflanscht ist, ferner mit einem im Sinne einer Erhöhung der Startmenge bei niedrigen Temperaturen wirkenden Start­ mengenanschlag für einen mit der Regelstange verbundenen weiteren Gegenanschlag, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Startmengenanschlag (3 ) und dem Vollast­ anschlag (5) eine die ladedruckabhängige Bewegung des Vollastanschlages (5) und die temperaturabhängige Bewegung des Startmengenanschlages (3) ohne gegenseitige Beein­ flussung dieser Bewegungen zulassende mechanische Koppelung besteht, durch die beim Start der Brennkraftmaschine der durch das Dehnungselement (12) im Sinne einer Startmengen­ änderung verstellbare Startmengenanschlag (3) und der diesem zugeordnete Gegenanschlag (7) in Eingriff und zu­ gleich der Vollastanschlag (5) und der diesem zugeordnete Gegenanschlag (8) außer Eingriff bringbar sind. 1. A temperature-dependent control device for fuel injection pumps operating by self-igniting internal combustion engines with a loader, in which a pivotable boost pressure-dependent full-load stop for a counter stop connected to the control rod to limit the control rod is adjustable by a diaphragm acted upon by the boost pressure of the loader, the housing of which is flanged to the regulator housing, furthermore with a start quantity stop acting in the sense of increasing the starting quantity at low temperatures for a further counterstop connected to the control rod, characterized in that between the starting quantity stop ( 3 ) and the full load stop ( 5 ) there is a movement dependent on the boost pressure the full load stop ( 5 ) and the temperature-dependent movement of the starting quantity stop ( 3 ) without mutual influencing of these movements allowing mechanical coupling, by which the durc at the start of the internal combustion engine h, the expansion element (12) in the sense of starting quantity change adjustable starting quantity stop (3) and associated therewith counter-stop (7) engaging and equal to the full-load stop (5) and the associated therewith counter-stop (8) can be disengaged. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Startmengenanschlag (3) und dem schwenkbar gelagerten Vollastanschlag (5) eine Koppelstange (4) angelenkt ist.2. Control device according to claim 1, characterized in that a coupling rod ( 4 ) is articulated on the starting quantity stop ( 3 ) and the pivotably mounted full-load stop ( 5 ). 3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Startmengenanschlag (3) zusammenwirkende Dehnungselement (12) am Reglergehäuse (2) so angeflanscht ist, daß seine Wirkrichtung in der Bewegungsrichtung der Regelstange (6) liegt.3. Control device according to claim 1 or 2, characterized in that the cooperating with the starting quantity stop (3) expansion element (12) is flange-mounted on the regulator housing (2) so that its direction of action lies in the direction of movement of the control rod (6). 4. Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der schwenkbar gelagerte Startmengenanschlag (3) an einer aus- oder einfahrbaren Anschlagstange (18) des Dehnungselementes (12) angelenkt ist.4. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the pivotably mounted starting quantity stop ( 3 ) is articulated on an extendable or retractable stop rod ( 18 ) of the expansion element ( 12 ). 5. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mit dem Startmengenanschlag zusammenwirkende Dehnungselement am Reglergehäuse so angeflanscht ist, daß seine Wirkrichtung quer zur Bewegungsrichtung der Regelstange und des Vollastanschlages liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Startmengenanschlag (3) durch eine eine Führungs­ bahn (20) zur temperaturabhängigen Startmengenvorgabe aufweisende Kulisse als Führung für die Regelstange (6) gebildet ist. 5. Control device according to claim 1 or 2, wherein the expansion element cooperating with the starting quantity stop is flanged to the controller housing so that its direction of action is transverse to the direction of movement of the control rod and the full load stop, characterized in that the starting quantity stop ( 3 ) by a guide track ( 20 ) is formed as a guide for the control rod ( 6 ) for the temperature-dependent starting quantity specification. 6. Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse eine sich an die Führungsbahn (20) anschließende weitere Führungsbahn (19) für die Regel­ stange (6) aufweist, in der die Regelstange (6) im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine geführt ist.6. Control device according to claim 6, characterized in that the backdrop has an adjoining the guideway ( 20 ) further guideway ( 19 ) for the control rod ( 6 ), in which the control rod ( 6 ) is guided during normal operation of the internal combustion engine . 7. Regeleinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse mit der L-förmig ausgebildeten Koppel­ stange (4), die verschieden lange Schenkel aufweist, fest verbunden ist und daß auf dem kurzen Schenkel (4 a) der Koppel­ stange (4) der Vollastanschlag (5) gleitend aufliegt.7. Control device according to claim 5 or 6, characterized in that the link with the L-shaped coupling rod ( 4 ), which has legs of different lengths, is firmly connected and that on the short leg ( 4 a) the coupling rod ( 4 ) the full load stop ( 5 ) is sliding.
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