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Regler für Eizispritzpumpen von Brennkraftmaschinen Die Erfindung
betrifft eine Regeleinrichtung für Einspritzpumpen von Brennkraftmaschinen, und
zwar im besonderen eine solche welche in Abhängigkeit vom Unterdruck in der Ansaugeleitung
hinter der Drosselklappe arbeitet.
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Bei Brennkraftmaschinen, welche mit Fremdzündung arbeiten, muß die
Regelung der Brennstoffmenge zwecks Sicherung der Zündfähigkeit des Gemisches in
Abhängigkeit von der Luftfüllung des Zylinders erfolgen, gleich, ob der Brennstoff
unmittelbar in den Zylinder oder in die Saugleitung der Maschine eingespritzt wird.
Die Verringerung der Brennstoffmenge.muß mit einer verhältnisgleichen Verringerung
der -Luftmenge einhergehen, was am einfachsten durch Einbau einer Drosselklappe
in das Saugrohr erzielt wird. Die Regelung der Leistung erfolgt dann von Hand oder
mittels Fußhebels durch Verstellen der Drosselklappe, wodurch in erster Reihe 'die
eingesaugte Luftmenge verändert wird. Die durch .die Verstellung der Drosselklappe
hervorgebrachte Änderung des Saugunterdruckes dient dann in bekannter Weise zur
zwangsläufigen Regelung der Brennstoffmenge. Derartige Regler werden auch für Dieselmaschinen
verwendet, um die von der Einspritzpumpe je Hub in die Zylinder geförderte Brennstoffmenge
selbsttätig zu regeln.
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Die Grenzen der Brennstoffbeschickung sind nach oben durch den. Vollastverbrauch,
nach unten durch den Leerlaufverbrauch gegeben.
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Es sind aber auch Regler im Kraftfahrzeugbau bekannt, welche über
diese Grenze hinaus regeln, indem sie die Brennstoffzufuhr für gewisse Betriebszeiten
ganz abstellen, wenn, wie z. B. bei Talfahrten, das Fahrzeug die Brennkraftmaschine
antreibt. Da als Impuls zur Regelung der Pumpe auf die
Nulleistung
der auch die Regelung im üblichen Betrieb bewirkende Unterdruck in der Saugleitung
herangezogenen wird, wird die Abstellung der Brennstoffzufuhr dadurch erzielt, daß
die Bewegung des Reglers in der Leerlaufstellung nicht begrenzt, sondern ein Überschreiten
dieser Stellung ermöglicht wird. Hierzu dient .die Erhöhung des Unterdruckes in
der Saugleitung, die dadurch entstellt, daß das Fahrzeug die Brennkraftmaschine
mit einer die Leerlaufdrehzahl -übersteigenden Drehzahl antreibt," während die Drosselklappe
in der Leerlaufstellung verbleibt.
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Bei solchen Reglern setzt die Abnahme der Brennstoffmenge unter das
Maß des Leerlaufverbrauches bis auf Null erst bei einer wesentlichen Zunahme .der
Drehzahl ein, da der Unterdruck in der Saugleitung Tiber denjenigen, welcher bei
Leerlauf entsteht, nur sehr langsam mit steigender Drehzahl anwächst. Bei Dieselmaschinen
hat dies zur Folge, daß während der Zeit von Leerlauf bis zur Abstellung der Brennstoffzufuhr
nur so geringe Brennstoffmengen in .den Zylinder gelangen, claß deren Zerstäubung
und Verbrennung nur ganz ungenügend erfolgen kann. Bei Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung
treten diese Nachteile noch mehr in Erscheinung, da das während .des Regelvorgangs
entstehende zu arme Gemisch nur schwer oder überhaupt nicht gezündet werden kann.
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Gemäß der Erfindung wird daher bei den bekannten Reglern, welche in
Abhängigkeit vom Unterdruck in der Ansaugeleitung hinter der Drossel arbeiten, eine
Zusatzregelung vorgesehen, welche zu der Regelung hinzukommt, welche die Brennstoffzufuhr
zwischen Vollast und Leerlauf selbsttätig regelt und im übrigen in beliebiger Weise
arbeiten kann. Die Zusatzregelung gemäß der Erfindung tritt nur {tann in Tätigkeit,
wenn die Brennkraftinaschlne vom halirzeug argetrieben wird. Sie bleibt von Leerlauf
bis zur Abschaltung der Brennstoffzufuhr in Wirksamkeit und beeinfiüßt den Regelvorgang
im normalen Bereich nicht. Ein wesentliches Merkmal der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen
Zusatzregelung liegt .darin, daß durch sie die Brennstoffzufuhr schon bei einer
geringen, durch (las die Brennkraftmaschine antreibende Fahrzeug herbeigeführten
Erhöhung der Drehzahl der Brennkraftmaschine plötzlich ganz abgestellt wird.
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Die bauliche Ausführung des erfindUngsgemäßen Reglers richtet sich
nach der Bauweise des Reglers. Gemeinsam für alle Ausführungen ist das Merkmal,
daß die Zusatzregelung von Leerlauf bis zur Abstellung der Brennstoffzufuhr auch
durch den Saugrohr-.
getätigt wird, welcher -aber zunächst in eine Druckregelkainmer
geleitet, dort abgewandelt und erst so der eigentlichen Regelvorrichtung zugeführt
wird.
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Gemäß der Erfindung stellt eine zur Ansaugeleitung führende Leitung
über eine einstellbare Öffnung mit einem Druckregelkammer in Verbindung, welche
zwei mit ihren Mündungen einander gegenüberstehende Düsen enthält, von denen die
eine die Druckregelkalnmer mit der Außenluft oder einem anderen unter gleichbleibendem
Druck stehenden Raum, die zweite diese Kammer mit dein Druckraum des Reglers verbindet.
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Die Unveränderlichkeit des Unterdruckes im Normalbetrieb und der plötzliche
Anstieg dieses Unterdruckes, wenn das Fahrzeug die Brennkraftniaschine antreibt,
wird dadurch erzielt, daß die durch die finit der Außenluft verbundene Düse einströmende
Luft auf die Mündung der zweiten Düse einen Staudruck ausübt. Dieser Staudruck wirkt
zusammen mit dem in der Druckregelkalmner herrschenden Druck auf .die Mündung der
zweiten Düse. Dieses Zusammenwirken hat zur Folge, daß der entstehende Düsennlündungsdruck,
welcher zum Regelglied geleitet wird, so lange mit dem Außenluftdruck gleich ist,
als nicht in der Druckregelkammer der Druck -etwa die Hälfte des Außenluftdruckes
allnimmt. Wenn-der Druck in der Druckregelkammer unter diesen Druck sinkt, dann
steigt der Unterdruck in der Mündung der zweiten Düse sprungweise an.
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Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht.
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In Abb. i ist ein bekannter Regler dargestellt. Durch die Verdrehung
des Kolbens i der Eilispritzpunipe wird die Menge des während eines Hubes geförderten
Brennstoffes so geregelt, daß bei einer Verdrehung eines mit dem Kolben i verbundenen
Zahnrades a durch eine Zahnstange 3 im Sinne des Pfeiles io die Brennstoffmenge
verringert wird. Die Verschiebung der Zahnstange wird von dein Kolben bewirkt,.
welcher links unter dem Druck der Außenluft, rechts unter Ein-Wirkung der Feder
6 und des im Saugrohr l: hinter der Drossel ii entstellenden Unterdruckes steht.
Bei Vergrößerung dieses Unterdruckes verschiebt sich der Kolben nach rechts, was
eine Verringerung der geförderten Brennstoffmenge zur Folge hat. Die geringste Brennstoffmenge,
auf welche die Vorrichtung eingestellt werden muß, ist jene, die zum Leerlauf erforderlich
ist.
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Die Anwendung der Erfindung auf diese Bauausführung veranschaulicht
die Abb. a. Der einfache Kolben in A11. i ist hier durch einen Differentialkolben
ersetzt, welcher in der Stellung gezeichnet ist, welche er
bei Leerlauf,
also bei geringster Brennstoffzufuhr einnimmt. Die Drosselklappe i i befindet sich
hierbei in der äußersten Schließlage.
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Der Raum 12 des Differentialkolbens steht über eine Düse 13 mit der
Regelkammer 14 in Verbindung. Die Kammer 14 ist mit der Außenluft durch eine Düse
17 verbunden, die, durch diese Düse in die Kammer 14 strömende Luft auf die zweite
Düse 13 bläst. Die Kammer 14 steht außerdem durch eine verstellbare Schraube 15
mit dem Raum 18 und dieser durch das Rohr 17 mit dem Saugrohr 8 hinter der Drossel
in Verbindung. In der Mündung der Düse 13 und demzufolge in dem niit ihr verbundenen
Ringraum 12 ändert sich der Druck bei Änderung der Stellung der Drossel ii und der
Drehzahl der Brennkraftmaschine. Den Verlauf der Änderung des Druckces zeigen die
Kennlinien der Abb. q.. Als Abszisse ist die Drehzahl, als Ordinate der Unterdruck
im Raum i2 in Millirrieter-Quecksilbersäule aufgetragen. Wie die Kennlinien zeigen,
ist .der Unterdruck bis hinauf zti einer gewissen Drehzahl Null und steigt dann
plötzlich und steil an.
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Ist z. B. die Drossel um i° geöffnet, so setzt im Raum 12 bei vollkommen
geöffneter Stellung der Schraube 15 das plötzliche Ansteigen des Unterdruckces bei
der Drehzahl i5o/inin ein. Den Druckverlauf veranschaulicht die Kennlinie a. Bei
anderen Stellungen der Drossel und der Schraube 15 veranschaulichen die anderen
Kennlinien b und c die Änderung des Unterdruckes im Raum 12.
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Während des regelmäßigen Betriebes erfolgt@die Einstellung .der Menge
des. von der Pumpe geförderten Brennstoffes durch den durch das Rohr 7 in dem Raum
18 wirkenden Unterdruck. Bei regelmäßigem Betrieb. herrscht im Raum 12 Außenluftdruck
oder ein anderer gleichbleibender Druck, da die Schraube 15 so eingestellt ist,
daß Unterdruck erst bei Überschreitung der Leerlaufdrehzahl entsteht.
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Treibt das Fahrzeug die BrennkraftmaAchine mit einer höheren Drehzahl
als der Leerlaufdrehzahl an, so. steigt im Raum i-i der Unterdruck plötzlich an,
wodurch der Kolben d. nach rechts verschoben wird. Die Bremistoffzufuhr wird dadurch
so lange ausgesetzt, als das Fahrzeug die Brennkraftinaschine mit einer die Leerlaufdrehzahl
übersteigenden Drehzahl antreibt.
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Bei Reglern, bei welchen keine Drossel vorgesehen ist .und die Leistungsregelung
lediglich durch die Änderung- der Brennstoffmenge bewerkstelligt wird, erfolgt die
Verstellung der Pumpenleistung meistens vom 1.,' ührersitz aus durch einen Fußhebel.
Eine solche Ausführung zeigt die Abb. 3. Die auf den Fußhebel 19 ausgeübte Kraft
P verschiebt die Zahnstange 3 in Richtung des Pfeiles 2o, wodurch die Brennstofförderung
zunimmt. Die Anwendung-der Erfindung bei derartigen Bauausführungen ist in Abb.5
dargestellt. Die Regelung der Brennstoffmenge erfolgt durch Betätigung des Fußhebels
i9. Die Feder 25 ist bestrebt, .den Fußhebel in die dem Leerlauf entsprechende Stellung
zurückzuziehen, wenn der Druck auf den Fußhebel aufhört. In das Saugrohr ist ein
Drosselventil 29 eingebaut, welches durch die Feder 30 stets in die Öffnungsstellung
gezogen wird. Am Fußhebel i9 ist ein Arm mit einer Rolle 27 angeordnet. Bei Leerlauf
druckt die Rolle 27 auf einen an der Drossel 29 angeordneten Arm 28, der» in der
Offenstellung die Lage 28' einnimmt, so daß das Drosselventil aus der Offenstellting
29' in die Schließstellung29 verschwenkt wird. In dieser Stellung des Drosselventils
entsteht im Saugrohr 8 ein solcher Unterdruck, daß die Wirkung des Düsenpaares 13
und 17 sofort zur Geltung kommt, sobald die Drehzahl jene des Leerlaufs auch nur
um ein - geringes übersteigt.
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Die äußerste linksseitige Lage der Zahnstange 3, welche der geringsten
geförderten Brennstoffmenge entspricht, ist durch das Aufliegen der Rolle 24 auf
dem Keil 23 bestimmt, der zweckmäßig einstellbar mit dem Kolben 22 des Zylinders
21 verbunden ist. Dieser Kolben steht von unten unter dem Druck der Außenluft oder
einem anderen gleichbleibenden Druck, von oben unter der Einwirkung der Feder 26
und dem Druck in der Düse 13.
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Wird die Brennkraftnzaschine angetrieben, so entsteht im Raum 12 ein
Unterdruck. Demzufolge werden Kolben und Keil aufwärts gezogen, die Zahnstange 3
verschiebt sich unter Einwirkung der Feder 25 nach links, was eine gänzliche Abstellung
der Brennstoffförderung auf Null zur Folge hat.