DE713215C

DE713215C - Regulator for internal combustion engines, especially aircraft engines

Info

Publication number: DE713215C
Application number: DEA84103D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ewald Becker; Dipl-Ing Max Hebberling
Original assignee: Askania Werke AG
Current assignee: Askania Werke AG
Priority date: 1937-09-03
Filing date: 1937-09-03
Publication date: 1941-11-03

Description

Regler für Verbrennungsmotoren, insbesondere Luftfahrzeugmotoren Die Erfindung betrifft einen Regler für Verbrennungsmotoren, insbesondere für Luftfahrzeugmotoren, zur selbsttätigen Steuerung des Motors, z. B. seiner Speisung mit Brennstoff oder seiner Zündzeitpunktverstellung über den gesamten Regelbereich in Abhängigkeit von dem Betriebszustand, etwa von der Luftdichte der Verbrennungsluft.Controllers for internal combustion engines, in particular aircraft engines The invention relates to a controller for internal combustion engines, in particular for aircraft engines, for automatic control of the motor, e.g. B. its feeding with fuel or its ignition timing adjustment over the entire control range as a function of the operating status, such as the air density of the combustion air.

Es ist bekannt, solche Regler mit zwei Kurvenbahnen und einem wahlweise auf eine dieser beiden schaltbaren Abtastglied zu versehen, um die Regelcharakteristik nach der Form der beiden Kurvenbahnen verändern zu können.It is known to have such a controller with two cam tracks and one optional to be provided on one of these two switchable scanning elements to adjust the control characteristics to be able to change the shape of the two cam tracks.

Der Erfindung gemäß -sollen die beiden Kurvenbahnen, von :denen die eine nach der Reich-Kennlinie und die andere nach der Arm-Kennlinie geformt ist, zu beiden Seiten des Abtastgliedes angeordnet werden, damit der Motor beim Betrieb mit armem Brennstoff-Luft-Gemisch ebenso genau arbeitet wie beirrt Betrieb mit reichem Brennstoff-Luft-Gemisch .im Gegensatz zu den bekannten Motorreglern, bei denen man sich für die Verstellung von arm auf reich in der Weise zu helfen versuchte, daß man eine für die Ableitung eines Luftwichteimpulses dienende Dose .axial verstellte und dadurch dem gleichen Gewicht eine andere Brennstoffmenge zuordnete. In diesem Falle erfährt die Regelcharakteristik durch die Verstellung lediglich eine Parallelverschiebung, die für ein genaues Aussteuern eines armen Gemisches nicht ausreicht.According to the invention, the two curved paths, of which the one is shaped according to the Reich curve and the other is shaped according to the Arm curve, be placed on either side of the sensing element to keep the engine running works just as accurately with a poor fuel-air mixture as it confuses operation with a rich one Fuel-air mixture, in contrast to the well-known engine governors, in which one tried to help himself for the disguise from poor to rich in such a way that one for the derivation of an air weight pulse serving .axially adjusted and thereby assigned a different amount of fuel to the same weight. In this Case, the control characteristic only experiences a parallel shift due to the adjustment, which is not sufficient for an exact control of a poor mixture.

Für den Übergang von der einen Kurvenbahn auf die andere muß bei der Einstellung auf armes oder reiches Gemisch darauf Bedacht genommen werden, daß der Übergang stetig, d.'h. unter Vermeidung einer Hinundherb.ewegung des Abtastgliedes, .erfolgt. Es inuß also vermieden werden, daß das Abtastglied von der ein-,n Kurve abgehoben und nach Überführung zur anderen auf diese durch eine gegenläufige Bewegung aufgesetzt wird. Denn es ist zu bedenken, daß eine gegenläufige Bewegung des Abtastgliedes einer Steuerbewegung gleichkommt, auf die der Regler sofort anspricht. Es soll aber selbstverständlich die Umschaltung so erfolgen, daß der Regler keine gegenläufige Steuerbewegung veranlaßr.For the transition from one curved path to the other, the Attitude towards a poor or rich mixture, care should be taken that the Continuous transition, i.e. while avoiding a reciprocating movement of the sensing element, .he follows. It so it must be avoided that the scanning element of the one, n curve lifted and after transfer to the other on this through a opposite movement is put on. Because it is to be considered that an opposite Movement of the scanning member equals a control movement to which the controller responds immediately. It should of course be switched over in such a way that the controller does not cause an opposing control movement.

Aus diesem Grunde muß beim bekannten Regler mit zwei Kurvenbahnen zwischen diese eine Übergangsgleitbahn vorgesehen werden, die das Abtastglied führt. Durch eine solche Gleitbahn wird aber der die beiden Steuerkurven enthaltende Kurvenkörper dreirlimensional. Die Herstellung eines solchen Kurvenkörpers ist im Hinblick auf .die einzuhaltende Genauigkeit in der Praxis sehr schwierig, wenn nicht überhaupt untragbar. Diese Schwierigkeit wird durch die Ausführung gemäß der Erfindung überwunden, weil bei dieser die Herstellung auf die beiden nur zweidimensionalen Kurvenbahnen beschränkt bleibt. Darüber hinaus läßt sich ohne weiteres, also ohne eine besondere Gleitbahn für den Übergang, mit Sicherheit eine gegenläufige Bewegung während des Umschaltvorganges unterbinden und schließlich der Schalweg so klein wie überhaupt nur möglich halten. Die durch die Erfindung :gegebenen Vorteile sind grundsätzlich unabhängig da-@ on, ob die beiden Kurvenbahnen als Rückführkurve oder als Pri.märsteuerkurve, d.li. zur Erzeugung eines Primärimpulses zwecks Steuerung eines Kraftverstärkers, vorzusehen sind. Wenn z. B. der Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von dein Ladedruck oder der Ladewichte verändert werden soll, so kann die Doppelkurve gemäß der Erfindung als Impulsgeber für einen Kraftverstärker arbeiten.For this reason, the known controller with two cam tracks a transition slide can be provided between these, which guides the scanning member. However, the cam containing the two control cams becomes the cam body through such a slideway three-dimensional. The manufacture of such a cam is in view of The accuracy to be maintained is very difficult in practice, if not at all intolerable. This difficulty is overcome by the embodiment according to the invention, because with this the production on the two only two-dimensional curved paths remains limited. In addition, can be easily, so without a special Slideway for the transition, certainly a reverse movement during the Prevent the switching process and ultimately the sound path as small as at all just keep possible. The advantages given by the invention: are fundamental regardless of whether the two cam tracks are used as a feedback curve or as a primary control curve, d.li. to generate a primary pulse for the purpose of controlling a power amplifier, are to be provided. If z. B. the ignition timing depending on your boost pressure or the loading weight is to be changed, the double curve according to the invention work as a pulse generator for a power amplifier.

Die beiden Kurvenbahnen können die Längsseiten eines langgestreckten Steuerschlitzes bilden, der in einen Kurvenkörper hineingearbeitet ist und in den das Abtastglied hereinragt.The two curved tracks can be the long sides of an elongated one Form control slot, which is worked into a cam and into the the sensing element protrudes.

Die Ausführung gemäß der Erfindung ist auch insofern vorteilhaft, als sie die Möglichkeit bietet, einer Gefährdung des Motors vorzubeugen, die bei den bekannten Reglern aus einem Betrieb des Motors mit armem Gemisch außerhalb des Dauerleistungsbereiches erwachsen könnte. Es braucht nämlich die Arm-Kurve nur an ihren an den Dauerleistungsbereich anschließenden Enden zur Reich-Kurve zu werden, damit nur im Dauerleistungsbereich eine Arm-Einstellung möglich ist.The embodiment according to the invention is also advantageous in that than it offers the possibility of preventing the engine from being harmed by the known controllers from an operation of the engine with a poor mixture outside of the Continuous power range could grow. You just need the arm curve their ends following the continuous power range to become the Reich curve, so that an arm setting is only possible in the continuous power range.

Die Zeichnung veranschaulicht schematisch zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegens.tandes. Abb. i behandelt einen Gemischregler, dessen Impulsgeber, z. B. Wichtedose, bei i an einen Steuerhebel :2 angreift, an den bei 3 eil! Steuerschieber q. angelenkt ist. Der Schieber .4 steuert in bekannter Weise einen Druckmittelstrom zu einem Servomotor, der seinerseits die Brennstoffmenge bzw. den Zündzeitpunkt regelt.The drawing schematically illustrates two exemplary embodiments of the subject matter of the invention. Fig. I deals with a mixture regulator whose pulse generator, z. B. Weight box, at i on a control lever: 2 attacks, on the one at 3 eil! Control spool q. is hinged. The slide .4 controls a pressure medium flow in a known manner to a servomotor, which in turn controls the amount of fuel and the ignition timing regulates.

Der Steuerhebel 2 dreht sich um einen Abtastzäpfen 8, der an einer der zwei Kurvenbahnen 6 und 7 anliegt, von denen beim dargestellten Beispiel die Kurve 7 beim Arbeiten mit armem, die Kurve 6 beim Arbeiten init reichem Gemisch wirksam ist. Selbstverständlich kann die Reich-Kurve auch nach außen und die Arm-Kurve dann nach innen verlegt werden. Die Scheibe 5 erhält z. B. vermittels eines Ritzels und einer an der Kolbenstange des Servomotors angebrachten Zahnstange eine Drehbewegung, aus der sich unter Vermittlung eines Abtastzapfens 8 nach ':Maßgabe der Kurven 6 und ; eine Schwenkbewegung des Steuerhebels 2 um den Angriffspunkt i des Impulsgebers ergibt.The control lever 2 rotates around a scanning pin 8, which is attached to a the two cam tracks 6 and 7 is applied, of which in the example shown, the Curve 7 when working with a poor mixture, curve 6 when working with a rich mixture is effective. Of course, the Reich curve can also be outward and the arm curve then be relocated inside. The disc 5 receives z. B. by means of a pinion and a toothed rack attached to the piston rod of the servomotor a rotary movement, from which, with the intermediation of a scanning pin 8 according to ': according to the curves 6 and ; a pivoting movement of the control lever 2 about the point of application i of the pulse generator results.

Der Abtastzapfen 8 kann wahlweise mit der Kure 6 oder 7 in Eingriff gebracht werden, je nachdem, ob reich oder arm gefahren werden soll. Der Abtastzapfen 8 ist -zwischen zwei Schraubenfedern g und io eingespannt, die sich an einem Rahmen i i abstützen. Dieser kann an einer Führung 12 zur Unischaltung des Zapfens 8 verschoben werden, z. B. mit Hilfe eines Gestänges 13. Bei der gezeichneten Stellung wird der Zapfen 8 kraftschlüssig in Anlage an der Kurvenbahn 6 gehalten, also mit reichem Gemisch gefahren. Zur Umschaltung wird der Rahmen i i in Richtung des Pfeiles so weit verschoben, daß die Feder 1o stärker gespannt wird als die, Feder g. -Der Einfachheit der Darstellung halber ist die Umschalteinrichtung in Abb. i unter Verlängerung des Steuerhebels :2 seitlich neben dem Zapfen 8 angedeutet. Konstruktiv ist es i z. B. aus Gründen der Entlastung des Impulsgebers besser, die Federn g und 1o auf den Zapfen 8 selbst wirken zu lassen.The scanning pin 8 can optionally engage with the cage 6 or 7 depending on whether you want to drive rich or poor. The scanning spigot 8 is clamped between two coil springs g and io, which are attached to a frame i support i. This can be moved on a guide 12 to switch the pin 8 be e.g. B. with the help of a linkage 13. In the position shown, the Pin 8 held positively in contact with the cam track 6, so with rich Mixture driven. To switch the frame i i in the direction of the arrow so moved far so that the spring 1o is stretched more than the spring g. -The simplicity For the sake of illustration, the switching device in Fig. i is under extension of the control lever: 2 indicated on the side next to the pin 8. Constructively it is i z. B. for reasons of relieving the pulse generator better to open the springs g and 1o to let the pin 8 act itself.

Der in der Steuerscheibe 5 vorgesehene Schlitz, dessen Längsseiten die beiden Kurven 6 und 7 bilden, hat an den Enden eine solche Breite, daß der Abtastzapfen 8 gerade in den Schlitz hineinpaßt und infolgedessen eine Umschaltung von reich auf arm nur in dem mittleren Kurvenbereich a möglich ist, welcher der Dauerleistung bzw. der Reiseflugleistung entspricht. Außerhalb dieses Bereiches, d. h. bei Leerlauf und Vollast, kann erfindungsgemäß durch zu armes Gemisch der Motor gefährdet werden.The slot provided in the control disk 5, its long sides the two curves 6 and 7 form, has such a width at the ends that the scanning pin 8 just fits into the slot and consequently a switchover from rich on arm is only possible in the middle curve area a, which is the continuous output or corresponds to the cruise performance. Outside this range, i. H. at idle and full load, the engine can be endangered according to the invention if the mixture is too poor.

An der Wirkung des Reglers ändert sich nichts, wenn der Impulsangriff i und der Abtastzapfen 8 in ihrer Lage zum Hebel z miteinander vertauscht werden, wenn also der Impuls bei 8 angreift und der Abtastzapfen mit seiner Scheibe 5 an die Stelle i gerückt wird. Während bei dem in Abb. i veranschaulichten Beispiel der Hebel z, vom Impulsangriff i aus betrachtet, als einarmiger Hebel wirkt, wird er zu einem zweiarmigen, wenn der Impuls bei 8 angreift und der Abtastzapfen bei i die Schwenkachse für den Hebel 2 bildet. Ebenso kann, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen, der Impulsangriff i fortfallen und der Impuls an der Scheibe 5 selbst angreifen, so daß alsdann die Scheibe 5 nicht mehr Rückführscheibe ist, sondern dazu dient, den einzusteuernden Impuls auf den Steuerhebel 2 und den Schieber4 zu übertragen. Dabei ist es nun wiederum grundsätzlich gleichgültig, ob der an der Scheibe 5.selbst angreifende Impuls von einem selbsttätig .ansprechenden Impulsgeber, etwa von einer Dose, herrührt, oder ob die Scheibe 5 von Hand gesteuert wird. Das letztere könnte z."B. bei einer Zündzeitpunktverstellung der Fall sein.The effect of the controller does not change if the impulse attack i and the scanning pin 8 in their position to the lever z with each other be swapped, so if the pulse attacks at 8 and the scanning pin with its disc 5 is moved to the point i. While at the one illustrated in Fig. I Example the lever z, viewed from the momentum attack i, acts as a one-armed lever, it becomes a two-armed when the pulse engages at 8 and the scanning pin at i the pivot axis for the lever 2 forms. Likewise, without losing out on the inventive idea deviate, the impulse attack i cease and the impulse on the disk 5 itself attack, so that then the disc 5 is no longer a return disc, but is used to control the impulse to the control lever 2 and the slide 4 transfer. It is now again fundamentally irrelevant whether the Disc 5th self-attacking impulse from an automatically responding impulse generator, for example from a can, or whether the disc 5 is controlled by hand. That the latter could be the case, for example, with an ignition timing adjustment.

Die genannten Abwandlungsmöglichkeiten bestehen auch bei der Ausführung nach Abb. 2. Nach dieser tritt an die Stelle der mechanischen Umschaltvorrichtung mit den Federn 9 und io ein pneumatisch oder hydraulisch arbeitender Umschalter in Form eines Kolbens 14, dem das Druckmittel durch Leitungen 15 und 16 je nach der Stellung eines Steuerschiebers 17 zugeleitet wird.The mentioned modification options also exist in the execution according to Fig. 2. This takes the place of the mechanical switching device with the springs 9 and io a pneumatically or hydraulically operating changeover switch in the form of a piston 14, which the pressure medium through lines 15 and 16 depending on the position of a control slide 17 is fed.

In der gezeichneten Stellung des Schiebers 17 gelangt der Druck durch die Leitung 15 auf die Unterseit6`des Kolbens 14, so daß der Abtas.tzapfen 8 kraftschlüssig in Anlage an der Arm-Kurve 7 gehalten wird, die in der in Abb. 2 veranschaulichten Stellung des Zapfens 8 aus den oben angedeuteten Gründen gleichbedeutend mit der Reich-Kurve 6 ist. Bei der Verstellung des Zapfens 8 infolge der Drehung der Steuerscheibe 5 gibt der Kolben 14 in der gleichen Weise wie die Federn 9 und io nach, ohne daß sich aber der Anpreßdrück des Zapfens 8 ändert.In the drawn position of the slide 17, the pressure passes through the line 15 on the Untereit6`des piston 14, so that the Abtas.tzapfen 8 non-positive in abutment with the arm curve 7 illustrated in FIG Position of the pin 8 for the reasons indicated above synonymous with the Empire Curve 6 is. When adjusting the pin 8 as a result of the rotation of the control disk 5, the piston 14 gives in the same way as the springs 9 and io without but the contact pressure of the pin 8 changes.

Es liegt klar auf der Hand, daß für denselben Motor mehrere Kurvenpaare, z. B. eine Doppelkurve für den Gemischregler und eine zweite Doppelkurve für die Zündzeitpunktverstell,ung, vorgesehen werden können.It is obvious that several pairs of curves, z. B. a double curve for the mixture controller and a second double curve for the Ignition timing adjustment can be provided.

Claims

# PATENT CLAIMS: e i. Controller for internal combustion engines, in particular aviation engines, with two cam tracks and an optional switchable A'btast membere to one of these two for automatic control of the engine, z. B. its supply with fuel or its ignition timing over the entire control range depending on the operating state, z. B. on the air density of the combustion air, characterized in that the curved tracks (6, 7); one of which is shaped according to the Reich characteristic and the other according to the Arm characteristic, are arranged on both sides of the scanning element (8).

2. Device according to claim i, characterized by a cam (5) with an elongated slot into which the sensing element & (8) protrudes and the long sides of which form the two curved tracks.

3. Establishment according to claim i and; z, characterized in that the arm curve (7) on their becomes the Reich curve (6) at the ends adjoining the D: off-power range.

4 .. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensing element (8) supported by one or more springs on a frame (ii) (9, io) is held non-positively in contact with one of the two curves and the Frame (ii) for switching the scanning element (8) from one curve to the other is adjustable in the direction of force of the spring (s).

5. Device according to one of the preceding Claims, characterized in that on the scanning element (8) in the switching direction a piston (i4) engages and selectively in both directions by a pressure medium is resilient.