DE3805691A1 - Mechanischer drehzahlregler fuer eine brennkraftmaschine mit einer einstellbaren angleichvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mechanischen Drehzahlregler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Dieselmotoren ohne Angleichvorrichtung ist der Ein­ spritzmengenverlauf nur abhängig vom natürlichen Mengen­ verlauf des Einspritzsystems, insbesondere der Einspritz­ pumpen. In Abhängigkeit des natürlichen Mengenverlaufs ergibt sich der Drehmomentverlauf und der Drehmoment­ anstieg. Für manche Einsatzfälle ist dieser Drehmoment­ anstieg bzw. dieser Drehmomentverlauf normal, jedoch für andere Einsatzfälle, die einen sich von dem natürlichen Drehmomentverlauf unterscheidenden Verlauf haben sollen, ist der Regler mit einer Mengenangleichungsvorrichtung ausgerüstet.

Da außerdem durch Toleranzen des Einspritzsystems der natürliche Drehmomentverlauf von Motor zu Motor ver­ schieden ist, ist es erforderlich, den Regler mit einer Angleichvorrichtung auszurüsten, um den Einspritz­ mengenverlauf entsprechend zu korrigieren.

Ferner ist eine Angleichvorrichtung erforderlich, um die Toleranzwirkung bei der Herstellung des Reglers zu korri­ gieren.

Aus der Druckschrift DE-PS 10 11 223 ist ein Drehzahl­ regler mit Angleichvorrichtung bekannt, wobei die An­ gleichvorrichtug aus einer Federkapsel besteht, die am Krafthebel eingebaut ist, und deren Feder durch die Reglermuffe ab einer bestimmten Drehzahl zusammengedrückt wird.

Bei steigender Drehzahl wird das Fördermengenverstellglied durch das Hebelsystem in Richtung "stop" verschoben, wobei die bei einer vorbestimmten Drehzahl eingestellte Vollast­ kraftstoffmenge unter Nachgeben der in der Kapsel ein­ gebauten Feder sich verringert. Sowohl der Weg "c" der Muffe bis zum Anliegen an der Feder als auch der Feder­ weg "d" sind einstellbar (Fig. 2).

Mit dieser Verstellvorrichtung kann man eine Plus-Angleichung vollziehen, d.h. die Einspritzpumpen­ förderung wird mit steigender Drehzahl allmählich ver­ ringert, bis die Muffe die Feder soweit drückt und auf der Stirnseite des Krafthebels anliegt.

Nachteilig dabei ist jedoch die komplizierte Einstellung der Abstände "c" und "d" in Kombination miteinander, da z. B. eine gewünschte Verringerung des Abstandes "d" un­ weigerlich zu einer Vergrößerung des Abstandes "c" führt, der dann von neuem eingestellt werden muß, da sonst eine Änderung des Abregelverlaufes von der Startmenge auf der Vollastkraftstoffmenge sich ergibt, wodurch die Re­ produzierbarkeit einer gewünschten Reglereinstellung bei mehreren Reglern erschwert wird. Fernerhin ist der An­ gleichungsdrehzahlbereich mit dem beschränkt einstellbaren Abstand "d" eingeengt, so daß die hiermit erzielte An­ gleichung nur für einen dementsprechend kleinen Drehzahl­ bereich erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flieh­ kraftregler der eingangs beschriebenen Bauart mit einer Angleichvorrichtung zu versehen, der auf einfache Weise einzustellen ist, wobei die Plus-Angleichung für den ge­ samten Drehzahlbereich des Motors erfolgt und stufenlos mit einem einzigen Handgriff fein eingestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß vorliegender Erfindung wird die einstellbare An­ gleichung über die kontinuierliche Verbiegung des speziell ausgebildeten Rollenhebels erreicht, der im Bereich zwischen der Wirkungsachse, der Muffe und der Regel­ stangenachse liegt, wobei über einen verstellbaren Hebel­ arm die Biegelänge am oberen Teil des Rollenhebels ver­ ändert werden kann. Durch Verschiebung der Wirkstelle des Hebels auf dem Biegearm kann die Steilheit des Verlaufes der Mengenangleichung der Größe der sich ergebenden Durch­ biegung entsprechend eingestellt werden.

Der Biegearm ist erfindungsgemäß in zwei Zonen auf­ geteilt wobei eine Durchbiegung und dementsprechend auch eine Mengenangleichung nur stattfindet, wenn der Wirkpunkt des verstellbaren Hebels in der einen Zone sich befindet.

Bei gegebenen Fliehgewichtskräften, die drehzahlabhängig sich ergeben, verbiegt sich der Rollenhebel um den momentan eingestellten Punkt am Biegearm und schiebt mit seinem freien Ende die Regelstange mit zunehmender Dreh­ zahl in Richtung weniger Fördermenge hin, wo die Förder­ menge der Einspritzpumpe kontinuierlich in Richtung Plus-Angleichung verringert wird.

Die Lage der Wirkstelle auf dem Biegearm kann stufenlos durch Drehung der am verstellbaren Hebel angebrachten Schraube leicht und exakt eingestellt werden. Wird der Wirkpunkt des Hebels in der anderen Zone verlegt, so bleibt der Rollenhebel in sich steif, und der Einspritz­ mengenverlauf wird ohne Angleichung vollzogen, was bei manchen Anwendungen erwünscht ist.

Nach den Ansprüchen 10 bis 13 kann der am Rollenhebel angebrachte Biegearm mit diesem fest angegossen werden, oder bei Verwendung von Sondermaterial, wie z. B. Feder­ stahl o. ä. daran angeschraubt werden. Bei Verwendung eines am Rollenhebel angeschraubten Biegearmes kann man einen passenden Biegearm einsetzen, mit dem der gewünschte Verstellbereich bei dem jeweiligen Motorbetrieb sowie die Intensität der Angleichung erzielt werden kann.

Vorteilhafterweise ist der Biegearm in Form einer Kreis­ scheibe hergestellt, deren Durchbiegung entsprechend der Gestaltung beeinflußt werden kann. Biegearmdicke, Werk­ stoff, und ob der Biegearm offen oder geschlossen ist, sowie die Größe der in der Mitte angebrachten Aussparung beeinflussen die Durchbiegung des Biegearmes und dem­ entsprechend auch die Angleichung der Fördermenge der Einspritzpumpe.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen bevorzugte Ausführungs­ beispiele der Erfindung dargestellt sind, und die Funktion des Reglers mit der erfindungsgemäßen Angleichvorrichtung beschrieben ist.

Es zeigt:

Fig. 1 Einen Axialschnitt durch einen mechanischen Drehzahlregler in schematischer Darstellung mit der erfindungsgemäßen Angleichvor­ richtung.

Fig. 2 Ansicht X auf der in Fig. 1 gezeigten Hebelanordnung mit dem am Rollenhebel an­ gebrachten Biegearm und dem darauf wirkenden verstellbaren Hebel.

Fig. 3 Ausführungsbeispiele des Biegearmes der Angleichvorrichtung als angegossener Teil (a und b), oder als mit Schrauben am Rollenhebel befestigter Teil (c und d), jeweils als offener oder geschlossener Ring mit den Zonen I und II.

Fig. 4 Ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Regelstangenstellung X _R und der Motordrehzahl n zeigt, mit und ohne Kraftstoffmengenangleichung.

In Fig. 1, und soweit mit Fig. 2 und 3 übereinstimmend, ist der Regler 1 in seiner Ruhelage gezeigt. Auf dem Ende der Nockenwellenachse 22 sitzt auf einer Passung eine Hülse 4, die durch eine Dehnschraube 3 befestigt ist und auf der eine axial verschiebbare Muffe 2 gleitet. Im Fliehgewichtsträger 6, der mit der Hülse verbunden ist, befinden sich Fliehgewichte 7, die aufgrund der Fliehkraft mit ihren Füßen die Muffe 2 auf der Hülse verschieben können. Die Muffe verdreht ihrerseits um die Achse 21 den Rollenhebel 8, der mit seinem Anschlag 23 gegen die Regel­ stange 18 liegt, die immer gegen diesen Anschlag 23 durch die Startfeder 19 gehalten wird. Der Rollenhebel 8 ist zusammen mit dem Angleichhebel 9 auf einer gehäusefesten Achse 21 drehbar gelagert, wobei der Angleichhebel 9 durch die Drehzahlregelfeder 16, deren Vorspannung an den ein­ stellbaren Blockierstift 17 verändert werden kann, fest­ gehalten wird. Am Rollenhebel 8 ist ein Biegearm 12 an­ gebracht, der in der Mitte eine Aussparung 12′ aufweist (Fig. 2 und Fig. 3) und in Wirkverbindung mit einem ver­ stellbaren Hebel 10 steht. Die Kontaktstelle ist durch eine Stiftschraube 20 ausgebildet, die durch den ver­ stellbaren Hebel eingedreht ist und deren Abstand "1" im Ruhezustand des Reglers zum Biegearm (12) verstellbar ist. Der verstellbare Hebel 10 ist mit einer Schraube 13 ver­ bunden, die durch den Angleichhebel 9 geht, wobei der damit verbundene Hebel 10 zwischen den Hebeln 8 und 9 auf der einen Seite des Angleichhebels 9 liegt, und die auf der Schraube 13 sitzende Kontermutter 14 auf der gegen­ überliegenden Fläche des Angleichhebels 9 fest sitzt und das hammerähnliche Gebilde aus den Teilen 10 und 13 am Angleichhebel 9 festhält. Auf der Höhe der Verstell­ schraube 13 ist am Reglergehäuse 5 ein Deckel 24 mit einer Dichtung 25 angebracht. Nach Abnahme dieses Deckels sind die Verstellschraube 13 und die darauf eingeschraubte Kontermutter 14 sowie die Stiftschraube 20 von außen her leicht zugänglich und können in der gewünschten Position gedreht und arretiert werden.

Im Folgenden wird die Funktionsweise des Reglers be­ schrieben, wobei die Stellung der Regelstange der Ein­ spritzpumpe bzw. deren Fördermengenverlauf in Abhängigkeit von der Drehzahl in Fig. 4 dargestellt ist.

Bei stillstehendem Motor ist die Regelstange 18 durch die Startfeder 19 in der Position der "Startfüllung" und bleibt dort solange die Fliehkraft kleiner als die Vor­ spannkraft der Startfeder ist (Strecke a-b in Fig. 4). Der Abregelpunkt der Startmehrmenge wird durch die ein­ gestellte Vorspannung der Startfeder 19 bestimmt. Bei dem Endpunkt b der Startmehrmengenstrecke a-b steht die Federvorspannkraft mit der sich bei n _b einstellenden Fliehkraft in Gleichgewicht.

Steigt die Fliehkraft mit zunehmender Drehzahl an, so spreizen sich die Gegengewichte nach außen und schieben die Muffe nach rechts. Die Rollenlager schwenken ihrer­ seits den Rollenhebel 8 im Uhrzeigersinn, der seinerseits durch den Anschlag 23 die Regelstange gegen die Start­ federkraft nach rechts in die Vollaststellung schiebt (Punktgrenze c). Die Steigung der Abriegelkennlinie wird durch die Steifigkeit der Startfeder 19 bestimmt. Der am Rollenhebel angebrachte Biegearm 12 hat währenddessen ebenfalls den Abstand "1" zurückgelegt und steht jetzt mit der am Verstellhebel 10 angebrachten Stiftschraube 20 in Kontakt. Der Rollenhebel 8 bildet dadurch mit dem An­ gleichhebel 9 eine Einheit, die von nun an bei steigender Drehzahl im Uhrzeigersinn geschwenkt wird.

Bei steigender Drehzahl nimmt die Fliehkraft der Gegen­ gewichte zu und versucht die aus den beiden Hebeln 8 und 9 zusammengesetzte Einheit gegen die Kraft der Drehzahl­ regelfeder 16 nach rechts zu schwenken. Steht der Kontakt­ punkt des verstellbaren Hebels 10 mit dem Biegearm 12 am Rollenhebel im Nullangleichungsbereich II gemäß Fig. 2 und Fig. 3, so ist der Rollenhebel 8 in sich steif genug und die geförderte Einspritzmenge bleibt annähernd bis zu der Drehzahl der Vollastfüllung konstant (gestrichelte Strecke c-d in Fig. 4). Die Regelstange 18 hält ihre Lage bis zum Erreichen der durch den Punkt d in Fig. 4 festgelegten Drehzahl und fördert bis zu der Endabregelung eine konstante Kraftstoffmenge. Ab Punkt d überwindet bei der Drehzahl n _d die Fliehkraft auch die Zugkraft der Drehzahlregelfeder 16. Dabei wird der Rollenhebel zusammen mit dem Angleichhebel 9 um den Lagerpunkt 21 geschwenkt und die Regelstange noch mehr nach rechts verschoben, wo die Null-Last-Füllung bei der höheren Leerlaufdrehzahl bei Punkt e sich ergibt.

Ist eine Plus-Angleichung gewünscht, so wird der verstell­ bare Hebel 10 durch Drehen der Schraube 13 in den Bereich 1 des Biegearms gebracht. Ab Punkt c der durchgezogenen Strecke c-d in Fig. 4 wird der Biegearm 12 mit zu­ nehmender Drehzahl durchgebogen und der Rollenhebel 8 schiebt mit seinem an der Regelstange liegenden Ende 23 diese in Richtung weniger Fördermenge hin, wodurch die normale Menge um einen bestimmten Betrag mit zunehmender Drehzahl abgebaut wird. Die Angleichung vollzieht sich, bis die Fliehkraft ab Punkt d, wie oben beschrieben, die Kraft der Drehzahlregelfeder 16 überwindet und die Ein­ spritzmenge auf Null-Last-Füllung bei Punkt e regelt. Die Abregeldrehzahl für die Vollastmenge wird durch die ein­ gestellte Vorspannung der Drehzahlregelfeder 16 bestimmt. Die Vorspannung ist z. B. über einen hier nicht gezeigten Fahrhebel veränderbar. Diese Vorspannungsänderung voll­ zieht sich in dem Bereich, der zwischen dem niederen Leer­ lauf, in der Nähe von n _c und dem hohen Leerlauf bei n _e liegt.

Die Steigung der Abregelstrecke d-e ist durch die Steifigkeit der Drehzahlregelfeder bestimmt und je nach Vorspannung dieser Feder kann der Regler für die Regelung der höchsten Drehzahl eingestellt werden (Enddrehzahlverstellung). Ist die Vorspannungskraft klein, so findet die Regelung bei einer niedrigen Drehzahl statt und umgekehrt bei einer hohen Drehzahl, wenn die Vorspann­ kraft groß eingestellt ist.

Nach Abstellen der Brennkraftmaschine kehren die Flieh­ gewichte in ihre Ruhelage zurück und der Angleichhebel 9 wird durch die Drehzahlregelfilter 16 bis zum Anschlag des verstellbaren Stiftes 17 gegen Uhrzeigersinn zurück­ gezogen. Dabei stellt die Regelstange 18 unter der Wirkung der Startfeder 19 die Einspritzpumpe für den nächsten Start auf Startmehrmenge ein, und drückt zugleich den Rollenhebel 8 entgegen Uhrzeigersinn, so daß durch den Druck der darauf montierten Rollenlager auf der Muffe 2 die Fliehgewichte in ihre unterste Lage gebracht werden.

Eine Variierung der Biegestelle im Bereich 1 (Plus-Angleichung) auf dem Biegearm 12 kann durch Drehung der Verstellschraube 13 erfolgen, die dann durch die Kontermutter 14 in ihrer Endlage arritiert werden kann.

Die Steigung des Angleichungsbereiches c-d kann somit den Erfordernissen des Betriebsverhältnisses an der je­ weiligen Rauchgrenze des Motors angepaßt werden. Ebenso kann die Steigung der Strecke c-d durch Änderung der Elastizität des Biegearmes 12 beeinflußt werden. Durch Auswahl der Ringdicke und dessen Werkstoffs, sowie durch geeignete konstruktive Gestaltung desselben (Vollring, offener Ring, Ringbreite). Wie in Fig. 3 dargestellt ist, ist der Fördermengenverlauf bei einer Plus-Angleichung bestimmbar bzw. beeinflußbar.

Der Kennlinienverlauf c-d kann unabhängig von der An­ gleichart durch den Blockierstift 17 parallel nach oben oder nach unten verschoben werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Regler kann die Brennkraft­ maschine mit oder ohne Einspritzmengenangleichung gefahren werden. Fernerhin kann durch Veränderung des momentanen Wirkpunktes zwischen dem Biegearm 12 am Rollenhebel und dem verstellbaren Hebel 10 die Angleichhöhe fein ein­ gestellt werden.

Claims (12)

1. Mechanischer Drehzahlregler für eine Brennkraft­ maschine mit einer einstellbaren Angleichvorrichtung, der drehzahlabhängig angetriebene Fliehgewichte (7) aufweist, welche eine Muffe (2) axial verschieben, die einen auf einer Achse (21) gelagerten Rollenhebel (8) verschiebt, welcher auf der Regelstange (18) einer Einspritzpumpe gegen die Kraft einer Feder (19) wirkt und mit einem unter Federkraft stehenden Angleichhebel (9), der auf der Achse (21) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenhebel (8) einen nachgiebigen Biegearm (12) aufweist, der in Wirkverbindung mit einem verstellbaren Hebel (10) steht.

2. Mechanischer Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkstelle (30) des Hebels (10) auf dem Biegearm (12) axial und radial verschiebbar ist.

3. Mechanischer Drehzahlregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkstelle (30) im Bereich zwischen der Wirkungsachse der Muffe (2) und der Regel­ stangenachse (18) der Einspritzpumpe liegt.

4. Mechanischer Drehzahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegearm (12) am Rollen­ hebel zwei Zonen (I und II) aufweist, wobei die Wirkung des Hebels (10) nur in der einen Zone (I) eine "Plus-Angleichung" hervorruft und in der anderen Zone (II) die Kraftstoffmengenangleichung unterbindet.

5. Mechanischer Drehzahlregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Plus-Angleichung in der einen Zone (I) stufenlos verstellbar ist.

6. Mechanischer Drehzahlregler nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkstelle (30) aus einer in den Hebel (10) eingedrehten und von außen verstellbaren Stiftschraube (20) gebildet ist.

7. Mechanischer Drehzahlregler nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Hebels (10) durch eine Schraube (13) erfolgt, die mit dem Hebel (10) verbunden ist, und mittels einer Konter­ mutter (14) in ihrer Lage arretierbar ist.

8. Mechanischer Drehzahlregler nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (13) durch den Angleichhebel (9) geht, wobei der damit verbundene Hebel (10) zwischen den Hebeln (8, 9) auf der einen Seite des Angleichhebels (9) liegt, und die auf der Schraube (13) sitzende Kontermutter (14) auf der gegenüberliegenden Fläche des Angleichhebels (9) festsitzt und das hammer­ ähnliche Gebilde aus den Teilen (10, 13) am Angleichhebel (9) festhält.

9. Mechanischer Drehzahlregler nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Schraube (13) im Mittelbereich des Biegearmes (12) liegt.

10. Mechanischer Drehzahlregler nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegearm (12) mit dem Rollenhebel (8) fest angegossen ist.

11. Mechanischer Drehzahlregler nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegearm (12) aus federn­ dem Werkstoff hergestellt und am Rollenhebel (8) befestigt ist.

12. Mechanischer Drehzahlregler nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegearm (12) ein Kreis­ ring ist, vorzugsweise ein Teilkreisring.