DE619537C - Einrichtung zum Regeln der Brennstoffmenge bei Einspritzbrennkraftmaschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
3. OKTOBER 1935

- REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 46 b² GRUPPE 7

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. Mai 1934 ab

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Regeln der zur Einspritzung gelangenden Brennstoffmenge bei Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Fahrzeugdieselmotoren, durch einen Servomotor, der anspricht auf den sich mit der Maschinendrehzahl sowie mit der Verstellung eines willkürlich betätigbaren Regelgliedes verändernden Unterschied zwischen einer am beweglichen Glied des Servomotor angreifenden, sich ,mit der Bewegung dieses Gliedes ändernden Rückführkraft und einer entgegengesetzt wirkenden Regelkraft, die durch einen pneumatischen, sich gleichartig mit der Drehzahl der Maschine verändernden Unter- oder Überdruck erzeugt wird.

Wenn der Fahrer bei den bekannten Regeleinrichtungen dieser Art das willkürlich beeinflußbare Regelglied in der eine Vermehrung der Einspritzmenge und damit eine Beschleunigung des Motors herbeiführenden Richtung verstellt, so führt der Einspritzmengenregler nicht so rasch die gewünschte Steigerung der Einspritzmenge herbei wie bei mechanisch wirkenden Regeleinrichtungen. Diese bei pneumatischen Reglern auftretende unerwünschte Verzögerung ist bisher nicht beachtet worden. Sie ist darauf zurückzuführen, daß das willkürlich beeinflußbare Verstellglied nicht so wie bei den mechanisch wirkenden Regeleinrichtungen unmittelbar kraftschlüssig oder zwangläufig seine Bewegung auf das Fördermengenverstellglied der Einspritzpumpe überträgt, sondern bei seiner Verstellung zuerst eine Veränderung des als Regelkraft herangezogenen pneumatischen Unter- oder Überdrucks hervorruft. Diese Veränderung pflanzt sich in den mitunter engen Leitungen nicht so plötzlich fort, wie dies für ein verzögerungsfreies Ansprechen des Verstellgliedes im Regler notwendig wäre. Der Zweck der Erfindung besteht nun darin, die Zeitspanne, die vom Augenblick des Verstellens des willkürlich beeinflußbaren Regelgliedes bis zu der dadurch bedingten Bewegung des pneumatisch gesteuerten Servomotors verstreicht, soviel als möglich abzukürzen und gegebenenfalls sogar dafür zu sorgen, daß bei einem Verstellvorgang auf größere Einspritzmenge der Servomotor sofort, jedoch nur vorübergehend, eine größere Einspritzmenge einstellt, als die veränderte Stellung- des vom Fahrer beeinflußten Regelgliedes herbeiführen würde.

Gemäß der Erfindung wird dies durch Mittel erreicht, die mit dem willkürlich verstellbaren Regelglied gekuppelt und derart ausgebildet sind, daß sie beim Verstellen des Regelgliedes auf größere Einspritzmenge die Wirkung der am Verstellglied des Servomotors angreifenden Rückführkraft rascher verstärken, sei es durch vorübergehende plötzliche Minderung des pneumatischen Druckes oder durch vorübergehende plötzliche Erhöhung der Rückführkraft, als dies durch die Verstellung des Regelgliedes allein möglich wäre. Auf der Zeichnung sind drei Ausfüh-

rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Jede der drei Abbildungen zeigt ein Ausführungsbeispiel. Alle drei Beispiele zeigen Regeleinrichtungen, bei denen der im Luftansaugrohr des Motors hinter einer willkürlich verstellbaren Drossel (Regelglied) herrschende Unterdruck auf den Servomotor einwirkt.

ίο Beim ersten Ausführungsbeispiel nach 'Abb. ι stellt α einen vierzylindrigen Einspritzmotor dar. Die vom Motor entsprechend dem Takt seines Arbeitsverfahrens über Zahnräder b angetriebene Einspritz- :i5 pumpe ist mit c bezeichnet; von ihr führen Druckleitungen d zu den in den Zylinderköpfen angeordneten Düsenhaltern e. Der Brennstoff wird der vier Einzelpumpen enthaltenden Einspritzpumpe durch eine Leitung / von einem nicht dargestellten Behälter aus zugeführt. Die bei jedem FÖrderhub zur" Einspritzung gelangende Fördermenge der Einzelpumpen kann durch Verschieben einer allen Einzelpumpen gemeinsamen Regelstange g gleichartig in bekannter Weise geändert werden. Die sich beim Verschieben der Regelstange in der Pumpe abspielenden Vorgänge werden später im Zusammenhang mit Abb. 2 noch näher erläutert werden. Das aus dem Pumpengehäuse herausragende rechte Ende der Regelstange g ist mit dem durch Teller versteiften Mittelteil einer Membran h verbunden, deren Rand ein- * gespannt ist zwischen einem an der rechten Seitenwand des Pumpengehäuses vorgesehenen Ringansatz und einem dosenartigen Teil i. In dem durch die Membran abgeschlossenen kammerartigen Innenraum k des Teilst ist eine Schraubenfederm untergebracht, die sich einerseits gegen den Boden des Teils i und andererseits gegen die versteifte Mittelzone der Membran abstützt. Die Feder m ist bestrebt, die Membran nach links durchzudrücken und die daran angelenkte Regelstange ebenfalls nach links in diejenige Endstellung zu schieben, in der sie die größte Einspritzmenge der Pumpen einstellt.

Am Einlaßstutzen des allen Motorzylindern gemeinsamen Luftansaugrohres η ist ein Rohrstutzen ο angeflanscht, der eine in ihrer geschlossenen Stellung dargestellte Drosselklappe £ und, in der Strömungsrichtung der Saugluft gesehen, hinter der Klappe eine Venturiverengung enthält. Von der engsten Stelle des Venturi zweigt ein Kanal ab, der mit dem einen Ende einer Schlauchleitung r verbunden ist, deren anderes Ende an die Kammer k angeschlossen ist. Von dem Bedienungshebel jr der Drosselklappe/) führt einerseits ein Gestänge zu dem vom Fahrer willkürlich einstellbaren Fußhebel t und andererseits zu einem in einem Ansatz des Teils i nicht ganz dicht geführten Kolben u. Der zu diesem Kolben gehörende Zylinderraum ist mit einer Bohrung im Teil i verbunden, in der ein schieberartiges Ventilglied ν liegt; eine Feder w ist bestrebt, den Schieber immer in der gezeichneten Lage 'zu halten. .

In dieser Stellung verschließt ein passend in der Bohrung geführter Teil des Schiebers ν einen nach außen führenden Kanal x. Ein Kanal y verbindet die Kammer k mit der Schieberführung. Der Schieber selbst hat eine Ringnut z.

Die beschriebene Regeleinrichtung wirkt wie folgt:

Will der Fahrer den laufenden Motor beschleunigen, so tritt er das Pedal t nieder. Dabei öffnet sich die Drosselklappe p. Der vorher hinter der Drosselklappe herrschende, durch die Saugwirkung der Motorkolben hervorgerufene Unterdruck wird kleiner. · Nach einer gewissen Verzögerungszeit würde sich auch der Unterdruck in der Kammer k des Servomotors dem verringerten Unterdruck im Saugrohr anpassen, und die Rückführfeder m könnte dann die Membranmitte und die damit verbundene Regelstange der Einspritzpumpe etwas nach links, also in der Richtung auf vermehrte Einspritzmengeneinstellung, verschieben.

Um nun die bei diesem bekannten Regelvorgang auftretende Verzögerung abzukürzen, wird gleichzeitig mit dem Öffnen der Drosselklappe der Kolben u verschoben, der dabei die in seinem Zylinder befindliche Luft verdichtet, so daß der Schieberz/ durch den entstandenen pneumatischen Überdruck entgegen der Kraft der Feder w nach links geschoben wird. Bei dieser Bewegung stellt die Ringnut ζ im Schieber υ eine Verbindung her zwischen den Kanälen χ und y, so daß jetzt die Kammer k über diese.Kanäle mit der Außenluft verbunden ist. Dadurch gleicht sich der vorher in der Kammer herrschende Unterdruck sehr rasch an den Außenluftdruck an. Die der Rückführfederkraft entgegenwirkende Saugkraft des Unterdrucks verschwindet also plötzlich, so daß die Feder m augenblicklich sowohl die Membran als auch die Regelstange auf die größte Einspritzmenge einzustellen bestrebt ist, wodurch sich die größtmögliche Beschleunigung des Motors ergibt. Inzwischen ist der Luftdruck im Zylinder des Kolbens« selbst dann durch die undichte Kolbenführung entwichen, wenn der -Fahrer- den Fußhebel niedergedrückt hält. Die Feder w konnte deshalb den Schieber ν wieder in die gezeichnete Lage zurückführen, in der die vorher auf gesteuert gewesene Ver-

bindung der Kammer k mit der Außenluft unterbrochen ist. Die über eine kurze Beschleunigungszeit absichtlich aufgehobene Regelwirkung durch den Unterdruck im Saugrohr setzt dann wieder ordnungsmäßig ein.

Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten im wesentlichen nur dadurch, daß hier der Steuerschieber ν beim

ίο Aufsteuern der von der Reglerkammer k zur Außenluft führenden Verbindung die Leitung r absperrt und so verhindert, daß ein Teil der in die Kammer nachströmenden Außenluft durch die Leitung r abgesaugt wird.

Der in Abb. 2 dargestellte teilweise Schnitt durch die Einspritzpumpe läßt erkennen, daß die mit der Membran gekuppelte Regelstange g als Zahnstange ausgebildet ist, die

so mit Ritzeln io kämmen. Für jede der vier Einzelpumpen ist ein solches Ritzel vorgesehen, das auf einer über, die Zylinderbüchse Ii jeder Einzelpumpe geschobenen Hülse 12 befestigt ist. Das-' untere Ende jeder-Hülse ragt über die Zylinderbüchse hinaus und ist geschlitzt. In die Schlitze greift ein fest mit dem zugehörigen Pumpenkolben 13 verbundenes Querstück 14 ein. Beim Drehen der Hülsen werden die Kolben 13 -mitgedreht.

Dadurch verstellt sich die am Kolbenkopf vorgesehene schräg abgeschnittene Steuerfläche 15 gegenüber einem Steuerloch 16 in der feststehenden Zylinderbüchse. Diese Verstellung bewirkt, daß der Pumpenraum 17 nach einem kürzeren oder längeren Teil des dem Kolben 13 von einem Nocken 18 über einen Stößel 19 aufgezwungenen Druckhubes über eine Längsnut 20 in der Steuerfläche und das Rücklaufloch 16 in der Zylinderbüchse mit dem allen Einzelpumpen gemeinsamen Saugraum 21 im Pumpengehäuse in Verbindung kommt, wodurch die Förderung in die Druckleitung d unterbrochen wird.

Beim dritten Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 wird die rasche Rückführung der Membran h und der Regelstange g beim Beschleunigen der Maschine durch Öffnen der Drosselklappe dadurch erreicht, daß ein dicht im Reglergehäuse i geführter Kolben 22 beim Aufmachen der Drosselklappe^» den Luftinhalt seines Zylinders in die Reglerkammer k verdrängt, so daß darin eine raschere und gegebenenfalls sogar höhere Drucksteigerung zustande kommt, als dies über die Leitung?' allein möglich wäre.

Bei den Ausführungsbeispielen ist als Rückführkraft die Spannung einer Feder und als Regelkraft der im Saugrohr des Motors vorhandene Unterdruck herangezogen. Ebensogut könnte als Rückstellkraft ein pneumatischer Druck und als Regelkraft ein pneumatischer, sich mit der Drehzahl der Maschine ändernder Überdruck, z. B. eines Spül- oder Aufladegebläses, verwendet werden.

Claims (6)

1. PatentAnsprüche:

   i. Einrichtung zum Regeln der zur Einspritzung gelangenden Brennstoffmenge bei Brennkraftmaschinen mit Hilfe eines Servomotors, der anspricht auf den sich mit der Maschinendrehzahl sowie mit der Verstellung eines willkürlieh betätigbaren Regelgliedes verändernden Unterschied zwischen einer am beweglichen Glied des Servomotors angreifenden, sich mit der Bewegung dieses Gliedes ändernden Rückführkraft und einer entgegengesetzt wirkenden Regelkraft, die durch einen pneumatischen, sich gleichartig mit der Drehzahl der Maschine verändernden Unter- oder Überdruck . begrenzt wird, gekennzeichnet durch Mittel (z. B. u, v, w, x, y, ζ -der Abb. ι und 2), die mit dem willkürlich betätigbaren Regelglied (p) gekuppelt und derart ausgebildet sind, daß sie beim Verstellen des Regelgliedes (p) in der eine Vermehrung der Einspritzmenge ergebenden Richtung (Beschleunigung der Maschine) die Wirkung der Rückführkraft rascher verstärken, sei es durch vorübergehende plötzliche Minderung des pneumatischen Druckes oder durch vorübergehende plötzliche Erhöhung der Rückführkraft, als dies durch die Verstellung des Regelgliedes (p) allein'möglich ist.
2. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein Pumpglied (u der Abb. 1 und 2 bzw. 22 der Abb. 3), das beim Bewegen des Regelgliedes (p) in der eine Vermehrung der Einspritzmenge herbeiführenden Richtung tnitge- ^1O5 nommen wird und dabei einen auf das Verstellglied Qi) des Servomotors einwirkenden, dessen Rückstellkraft verstärkenden pneumatischen Über- oder Unterdruck erzeugt.
3. 3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem willkürlich verstellbaren Regelglied (p) gekuppeltes, nicht völlig abgedichtetes

   . Pumpglied (u) beim Bewegen des Regelgliedes (p) in der eine Vermehrung der Einspritzmenge herbeiführenden Richtung mitgenommen wird und dabei einen pneumatischen Über- oder Unterdruck erzeugt, der ein Ventilglied (v) gegen eine Rückführkraft vorübergehend derart verschiebt, daß eine öffnung {x, y) aufge-

   steuert wird, durch die sich der pneumatische Druck im Servomotor im Sinne einer Verstärkung der auf das Verstellglied des Servomotors einwirkenden Rückführkraft rasch verändert.
4. 4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (v), welches sich beim Bewegen des willkürlich verstellbaren Regelgliedes (p) in der eine Vermehrung der Einspritzmenge ergebenden Richtung öffnet und vorübergehend offen bleibt, einen Kanal

   , auf steuert (x, y), welcher die an den pneumatischen Regeldruck angeschlossene Kammer (k) des Servomotors mit der Außenluft verbindet.
5. 5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (v) die den pneumatischen Regeldruck in die Regelkammer Qt) führende Leitung (r) mindestens teilweise absperrt, solange es den zur Außenluft führenden Kanal (x, 2) aufgesteuert hält (Abb. 2).
6. 6. Regeleinrichtung nach Anspruch 4 mit einem Servomotor, auf dessen Verstellglied der im Luftansaugrohr der Maschine herrschende Unterdruck einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (v) möglichst nahe an der Unterdruckkammer (Jk) des Servomotors angeordnet, zweckmäßig in das Gehäuse (i) dieser Kammer (k) eingebaut ist, um den die Kammer (fe) mit der Außenluft verbindenden Kanal möglichst kurz und weit ausführen zu können.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen