DE645230C - Drehzahlregelvorrichtung fuer Einspritzbrennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, zum Regeln der Drehzahl von Einspritzbrennkraftmaschinen, insbesondere von Fahrzeugmaschinen mit großem Drehzahlbereich, an Stelle eines Fliehkraftregiere eine Vorrichtung zu verwenden, deren die Fördermenge der Einspritzpumpe veränderndes Regelorgan durch den im Luftansaugrohr der Maschine herrschenden Unterdruck verstellt wird, der sich mit der Drehzahl und in Abhängigkeit von der Stellung eines Drosselgliedes zum willkürlichen Verstellen des Durchgangsquerschnittes des Luftansaugrohres ändert.

Bei Leerlaufeinstellung des Drosselgliedes, d.h. wenn das Drosselglied den Durchgangsquerschnitt im Luftansaugrohr fast ganz absperrt, rufen Drehzahlschwankungen verhältnismäßig starke Änderungen des statischen Unterdruckes hinter dem Drosselglied hervor. Sobald aber das Drosselglied in eine Stellung gebracht wird, in der es den Strömungsquerschnitt des Saugrohres ganz oder nahezu ganz freigibt, z. B. Vollasteinstellung der Drosselklappe, ist der Einfluß von Dreh-Zahlschwankungen auf Änderungen des statischen Unterdruckes im Ansaugrohr, selbst im Bereich hoher Drehzahlen, in Anbetracht des großen verfügbaren Strömungsquerschnittes nur noch sehr gering.

Die bekannten, auf den Unterdruck im Saugrohr ansprechenden Drehzahlregler der beschriebenen Art bewähren sich daher nur zur Regelung des Leerlaufes. Mit zunehmender Eröffnung des Drosselgliedes nimmt ihre Empfindlichkeit immer mehr ab und wird bei ganz geöffneter Drossel, selbst in dem Bereich der mitunter recht hohen Enddrehzahlen, "sogar in vielen Fällen unzureichend.

Dieser Nachteil der Regler der geschilderten Art läßt sich gemäß der Erfindung dadurch vermeiden, daß man in der Luftzufuhrleitung des Motors außer dem Drosselglied, durch dessen Einstellung der hinter ihm herrschende statische Druck bestimmt wird, noch eine zweckmäßig venturiartige Verengung vorsieht, in welche die mit dem Regelorgan verbundene Rohrleitung mündet, so daß sowohl der erwähnte statische Unterdruck als auch der in der Verbindungsleitung durch die in der Rohrverengung herrschende Strömung erzeugte dynamische Unterdruck in allen Betriebsfällen im gleichen Regelsinn zum Verstellen des Regelorgans beitragen. Auf diese Weise läßt sich die Empfindlichkeit der bekannten Reglerart bei zunehmender Eröffnung des Drosselgliedes und damit fallendem statischem Unterdruck erheblich steigern, so daß die Abregelung, insbesondere auch die Endabregelung bei einer gewünschten Höchstdrehzahl, recht zuverlässig einsetzt.

An sich ist es bekannt, an eine Venturiverengung in der Ansaugleitung einer Einspritzbrennkraftmaschine die zur Reglerkammer eines pneumatischen Reglers führende Leitung anzuschließen. Bei den bekannten Vorschlagen dieser Art fehlt aber das Drosselglied, so daß hier nur der dynamische, durch die bei Drehzahlschwankungen auftretenden Unterschiede der Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Ansaugrohr hervorgerufene Unterdruck als Regelkraft wirksam ist. Um trotz des fehlenden Drosselgliedes die Dreh-

zahl willkürlich ändern zu können, ist es hier notwendig, entweder die Rückführkraft für das Regelorgan zu verändern oder aber das pneumatische Druckgefälle zwischen den i>erden Seiten des Regelorgans zu beeinflusse^ Eine solche Regeleinrichtung ohne ein 2ty(t willkürlichen Veränderung der Drehzahl dienendes Drosselglied in der Ansaugleitung bedarf, um überhaupt wirksam werden zu ίο können, einer bestimmten, verhältnismäßig hohen Mindestgeschwindigkeit der Luftströmung. Bei so geringen Drehzahlen, wie sie heute beim Leerlauf von Einspritzbrennkraftmaschinen verlangt und auch tatsächlich erzielt werden, könnte dieser Mindestwert nur erreicht werden, wenn man die Venturiverengung sehr eng wählt. Dann ergäbe sich aber im Bereiche der höhere]] Drehzahlen eine unzulässige Luftdrosselung in der Verengung. Wird indessen der enge Querschnitt des Venturiabschnittes so gewählt, daß im Bereich hoher Drehzahlen keine Leistungsabnahme durch Drosselverluste im Venturi entsteht, dann spricht die Regeleinrichtung bei niederen Drehzahlen, also insbesondere im Leerlauf, nicht oder nur sehr schwach an. Aus diesem Grund konnten sich solche pneumatischen Regeleinrichtungen, die kein willkürlich verstellbares Drosselglied haben, bei denen also nur der durch Strömungsunterschiede erzeugte dynamische Unterdruck als Regelkraft herangezogen wird, nicht durchsetzen.

Nach einem weiteren bekannten Vorschlag ist im Ansaugrohr vor einer willkürlich verstellbaren Drosselklappe eine Art Luftschwimmer vorgesehen. Dieser Luftschwimmer ruht bei stehender Maschine mit seinem Rand auf einer ventilsitzartigen Einschnürung im Ansaugrohr auf und wird von der Luftströmung um so höher angehoben, je größer die Geschwindigkeit dieser Strömung ist. Der Luftschwimmer vergrößert mit steigender Strömungsgeschwindigkeit, also mit zunehmendem Hub, die Menge des einspritzenden Brennstoffs derart, daß das Verhältnis von Luftgewicht zu Brennstofrgewicht und damit die Gemischzusammensetzung unabhängig von der Maschinendrehzahl gleichbleibt. Hier handelt es sich also um einen Gemischregler, der nicht als Drehzahlregler im Sinne der Erfindung wirken kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar in

Abb. ι in Verbindung mit einer an einem Vierzylindermotor vorgesehenen Einspritzpumpe.

Abb. 2 stellt einen Schnitt durch diejenigen Teile der Einspritzpumpe und des Motorsaugrohres dar, deren Beschreibung zum Verständnis des Erfindungsgegenstandes erforderlich ist.

Abb. 3 gibt eine weitere Art der Ausgestaltung des Saugrohres wieder. ij.;\;;Der Motorunterteil 1 trägt vier Zylinder 2 p.ühd eine Einspritzpumpe 3, die von der Motorwelle 4 über ein Getriebe 5 angetrieben wird. Der Einspritzpumpe wird der Brennstoff aus einem nicht dargestellten Behälter durch eine Leitung 6 zugeführt. Von der Einspritzpumpe führen vier Druckleitungen 7 zu den Köpfen der Zylinder 2. Die notwendige Luft wird durch das gemeinsame Ansaugrohr 8 angesaugt. 'Im Ansaugstutzen ist eine Drossel· klappe 9 vorgesehen, die über einen an ihr angreifenden Hebel g_a von einem Pedal 9h aus betätigt wird. In Richtung des Ansaugstromes gesehen, sind hinter der Drosselklappe 9 in dem Ansaugstutzen 8 eine venturirohrähnliche Verengung 10 und an deren engster Stelle ein zweites Venturirohr io„ angeordnet. Von der engsten Stelle des Venturirohres io_a geht eine Unterdruckleitung 15 zum Reglerteil ■$„ der Pumpe 3. Der Regler- *5 teil 3a enthält eine Kammer, in der ein Kolben 24 längs verschieblich angeordnet ist. Der dem rechts von dem Kolben 24 liegenden Kammerteil zugeführte Unterdruck bewegt bei seinem Ansteigen den Kolben 24 entgegen der 9» Wirkung einer Rückführfeder 27 nach rechts. Der Kolben 24 ist mit einer Mutter 26 am Ende einer Zahnstange 23 befestigt, die aus der Pumpe heraus in die Regelkammer hineinragt. Der links vom Kolben 24 liegende '5 Teil der Kammer im Reglerteil 3_a ist durch die Öffnung 25 mit der Außenluft verbunden. Die Regelung der zur Einspritzung gelangenden Brennstoffmenge erfolgt durch Verschieben der Zahnstange 23. Wird die Zahn- »00 stange nach rechts verschoben, so vermindert sich die wirksame Fördermenge aller Pumpen. Die Zahnstange 2$ kämmt mit Ritzeln 22. Jeder der von einer mit dem Motor gekuppelten Nockenwelle 18 angetriebenen «05 Pumpenkolben 16 ist mit einem solchen Ritzel derart gekuppelt, daß er den Drehbewegungen des Ritzels folgen muß, ohne daß dieses die Hubbewegungen des Kolbens mitzumachen braucht. Durch gleichzeitiges und gleichartiges Verdrehen der Kolben wird die Lage der an jedem von ihnen vorgesehenen schrägen Steuerkante 21 gegen den Saug- und Rücklaufkanal 20 so verstellt, daß der wirksame Hub der Pumpenkolben je nach der eingestellten Lage der schrägen Steuerkanten früher oder später aufhört und der im restlichen Teil jedes Pumpendruckhubes von dem Kolben verdrängte Brennstoff durch den Kanal 20 in den mit der Brermstoffzuleitung 6 verbünde- ^lao nen Saugraum 19 im Pumpengehäuse 3 zurückströmt.

Die Wirkungsweise der neuen Regelvorrichtung ist folgende:

Der in der Ansaugleitung herrschende Unterdruck —■ sowohl der im wesentlichen'· durch die Drosselklappe 9 erzeugte statische als auch der durch die Venturirohre 10 und io„ erzeugte dynamische —· wird durch das Leitungsstück 15 zur Regelkammer geleitet. Die Drehzahl und damit der Unterdruck im Ansaugrohr 8 sind zunächst auf eine bestimmte Größe eingeriegelt. Wenn nun z. B. infolge Entlastung des Motors bei gleichbleibender Einstellung der Drosselklappe die Drehzahl steigt, wächst auch der statische Unterdruck im Ansaugrohr und der dynamische Unterdruck an der engsten Stelle des Venturirohres io_a über den vorher herrschenden Unterdruck hinaus. Der verstärkte Unterdruck zieht dann den Kolben samt der Regeiao stange 23 nach rechts, so daß sich die Ritzel 22 so drehen, daß die je Pumpenstoß eingespritzte Brennstoffmenge verringert wird. Die Drehzahl wird daraufhin fallen, was einen entsprechenden Wiederabfall des Unterdruckes im Ansaugrohr zur Folge hat. Der Kolben 24 stellt sich wieder in die diesem Unterdruck entsprechende Stellung ein. Einer bestimmten Motordrehzahl entspricht dabei, gleichbleibende Drosselklappenstellung vorausgesetzt, jeweils eine bestimmte Stellung des Kolbens 24. Die willkürliche Veränderung der Drehzahl erfolgt durch Verstellung der Drosselklappe 9.

An Stelle der im beschriebenen Beispiel vorgesehenen Hintereinanderschaltung der Drossel 9 und des Venturirohres 10 wäre es auch möglich, die Drosselklappe, in Strömungsrichtung gesehen, hinter dem Venturirohr anzuordnen, was natürlich eine weitere Zuleitung erforderlich macht. Abb. 3 zeigt diesen Fall. Es zweigen zwei Leitungen 15« und i5s vom Saugrohr ab. Die eine, ΐζ_α, führt vom Unterdruckraum hinter der Drosselklappe 9 zu einem Dreiweghahn 28. Die Leitung 15a führt vom Venturirohr ΐο_α zu diesem Hahn, der, wie die Klappe 9, über den Hebel 9a, über einen Schwenkhebel 28_a vom Fußhebel 9i aus verstellt wird. Die Stellung· dieser Hebel und die Lagie und Größe des Aus-Schnittes im Hahn 28 sind so gewählt, daß bei ganz geschlossener Drosselklappe, also in der Le er lauf Stellung, nur das Rohr 1 Sa mit dem Rohr 15 und damit mit der Regelkammer im Gehäuse 3« verbunden ist. Bei ganz geöffneter Klappe 9 hat nur das Venturirohr ι ο_α über die Leitungsstücke 1 Sb und 15 mit dem Regler Verbindung. In den Zwischenstellungen sind beide Zweige ι Sa und 1 Sb mit dem Rohr 15 verbunden. Die beschriebene Anordnung ist so getroffen, um zu vermeiden, daß, wie es bei einer offenen Dreiwegleitung ' der Fall sein würde, die Wirkung des Venturirohres abgeschwächt wird durch Verbindung seiner Leitung 1 Sb, 15 mit einer Stelle wesentlich geringeren Strömungsunterdruckes (über das Leitungsstück 15«).

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einspritzbrennkraftmaschine mit einer Drehzahlregelvorrichtung, deren die Fördermenge der Einspritzpumpe veränderndes Regelorgan durch den im Luftansaugrohr der Maschine herrschenden Unterdruck verstellt wird, der sich mit der Drehzahl und in Abhängigkeit von der Stellung eines Drosselgliedes zum willkürlichen Verstellen des Durchgangsquerschnittes des Luftansaugrohres ändert, dadurch gekennzeichnet, daß im Ansaugrohr außer dem Drosselglied, das den hinter ihm herrschenden statischen Unterdruck beeinflußt, noch eine zweckmäßig venturiartige Verengung vorgesehen ist, in die eine mit dem Regelorgan verbundene Rohrleitung mündet, so daß sowohl der erwähnte statische Unterdruck als auch der in der Verbindungsleitung durch die in der Rohrverengung herrschende Strömung erzeugte dynamische Unterdruck in allen Betriebsfällen im gleichen Regelsinn zum Verstel- go len des Regelorgans beitragen.

2. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im engsten Querschnitt der Verengung ein zweites — und in dessen engstem Querschnitt gegebenenfalls ein weiteres usf. — Venturirohr vorgesehen ist, wobei an der engsten Stelle des kleinsten Rohres das Verbindungsrohr zum Regelorgan beginnt.

3. Einspritzbrennkraftmaschine nach An- j spruch ι und 2, bei der das als Klappe ausgebildete Drosselorgan in Strömungsrichtung hinter dem Venturirohr liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Venturirohr (io_a) und vom Unterdruckraum hinter der Drosselklappe (9) ausgehenden Regelleitungen (15», I5a) über eine Steuervorrichtung· (28) geführt sind, die mit der Drosselklappe (9) so gekuppelt und so ausgebildet ist, daß bei Leerlauf stellung der Drosselklappe (9) nur der Unterdruckraum hinter dieser und bei ganz geöffneter Klappe (9) nur das Venturirohr (ΐο_α) mit dem Regelorgan ($„) verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen