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Vorrichtung zum Regeln der Leistung von Verbrennungsmotoren, insbesondere
Fahrzeugmotoren ' Zum Regeln der Leistung von Verbrennungsmotoren mit Luftdrossel
und Brennstoffpumpe sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zu ihrer Durchführung
bekannt.
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Man hat z. B. vorgeschlagen, die Regelung der Brennstoffmenge durch
den im Ansaugrohr erzeugten Unterdruck zu bewirken. Das kann im Fahrbetrieb nicht
befriedigen, da der Unterdruck die Brennstoffpumpe durch eine Vorrichtung steuert,
deren regelnde Wirkung den Druol-.wechseln nacheilt, während die Änderung der Ladeluftmenge
bei Verstellung der Drossel sofort einsetzt. Es tritt daher ei,#ue Verschleppung
der Brennstoffregelung gegenüber :der Luftregelung ein. Motoren mit solchen Regeleinrichtungen
lassen sich nur sehr schlecht beschleunigen.
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Ferner hat inan die Menge der Ladeluft und des Brennstoffes mittels
gekuppelter Steuermittel gemeinsam verändert. Dieses Verfahren ist nicht für Fahrzeugmotoren
geeignet, an die in bezug auf Schmiegsamkeit des Betriebes hohe Anforderungen gestellt
«erden. Derartig geregelte Motoren erhalten in Steigungen, die mit mäßiger Geschwindigkeit
befahren werden sollen, ein zu armes Gemisch und in der Ebene bei' Höchstgeschwindigkeit
ein zu reiches Gemisch.
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Eine Abänderung dieses Verfahrens und der seiner Durchführung dienenden
Vorrichtungen liegt in dem Vorschlag zur Verwendung zusätzlicher in die Brennstoffsteuerung
eingreifender Regelmittel, die vom Unterdruck in der Ansaugleitung bceinflußt sind.
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Bei einer :der derartig arbeitenden Vorrichtungen wird durch die zusätzlichen
Regelmittel bewirkt, daß die Brennstoffpumpe bei steigendem Druck in der Ansaugleitung
weniger Brennstoff liefern kann als sie nach der Stellung ihres mit der Drosselsteuerung
gekuppelten Gestänges abgeben müßte und umgekehrf. Diese Vorrichtung muß auf die
Schmiegsamkeit des Motors noch schlechter wirken als gekuppelte Steuermittel für
Brennstoff und Luft als solche allein.
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Bei anderen bekannten Vorrichtungen arbeiten die zusätzlichen Regelmittel
in entgegengesetztem Sinne, d.li. die Brennstoffmenge wird gegenüber der Wirkung
ihrer mit der Luftdrossel gekuppelten von Hand betätigten Steuermittel vergrößert,
wenn der absolute Druck in der Ansaugleitung steigt und vermindert, wenn er fällt.
Diese Vorrichtung arbeitet im Gegensatz zu der vorbeschriebenen an sich richtig,
aber sie leidet immer noch an denn Mangel, daß sie keine wirksame Beschleunigung
:des Motors ermöglicht, weil mit ihr keine vorübergehende Anreicherung :des Gemisches
mit Brennstoff zu erreichen ist; bestenfalls, d. h. wenn das Öffnen der Luftdrossel
der Erhöhung der Pumpenförderung nicht .voreilt, kann durch die gekuppelten Steuermitte-1
eine Gesamtvergrößerung der Zylinderladung bei gleichb'leiibendein
Geinischv
erll@ltnis bewirkt «-enden.. Uni diesen günstigsten Fall zu erreichen, enthält diese
Regeleinrichtung noch nachgiebig federnde Zwischenglieder vor der gekuppelten Gesailitst.euerung,
die eine schnelle Betätigung des Beschleunigerllebels nur allmählich zur Wirkung
gelangen lassen. Ohne diese Maßnahme würde beim Beschleunigen eine Gemischverarmung
eintreten.
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Die Erfindung löst die Aufgabe, eine allen Anforderungen genügende
Regeleinrichtung für Verbrennungsmotoren zu schaffen durch eine Verbesserung der
letztbeschriebenen Vorrichtung. Sie ermöglicht eine vorübergehende Anreicherung
des Brennstoffgemisches durch eine Bremsanordnung an dem vom Unterdruck im Ansaugrohr
abhängigen zusätzlichen Regelmittel der Brennstoffsteuerung, die ein hartes Ansprechen
dieser Steuerung bewirkt und durch nachgiebig federnde, in .die Luftzufuhrsteuerung
eingeschaltete Zwischeliglieder, die ein Nacheilen der Luftdrossel gegenüber der
Brennstoffpumpe bewirken, wenn der Beschleunigerhebel scharf durchgetreten wird.
Die Brennstoffanreicherung kann dein \Vi11en des Fahrers und der diesem eiltsprechenden
schnellen und plötzlichen Betätigung des Beschleunigerliebels besonders wirksam
dadurch angepaßt werden, daß die Luftdrossel selbst mit einer Bremse oder Masse
belastet ist, die die Wirkung der nachgiebig federnden Zwischenglieder noch erhöht,
d. h, das Nacheileil der Drossel gegenüber der Br.ennstofF-pumpe noch vermehrt.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Regeleinrichtung nach der Erfindung
zur Verwendung ail eineili Fahrzeugmotor ist in der Zeichnung dargestellt; es zeigen
Fig. i eine Gesamtansicht der Regelmittel finit einem Schnitt durch das Ansaugrohr,
Fig.2 einen Längsschnitt durch das Gerät, das die Verlängerung und Verkürzung des
Pumpengestänges bewirkt.
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D'e Regelmittel sind in der Leerlaufstellung gezeigt, die gestrichelten
Linien deuten ihre Lage bei ganz offener Luftdrossel und Höchstförderung der Pumpe
all, :eine Stellung, die dauernd nur bei Höchstleistung in einer starken Steigung
und vorübergehend während der Beschleunigung des Fahrzeuges auftritt.
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Vom Beschleunigerllebel i führt eine Ver-13:ndungsstänge 2 zu dem
uni einen festen Drehpunkt schwingenden dreiarmigen Hebel 3. an dein die Regelstange
d. für die Luftdrossel 5 im Ansaugrohr 6 und die Steuerstange 7 für die Brennstoffpumpe
8 angelenkt sind. Die Brennstoffleitungen sind in der Zeichnung weggelassen; es
kann eine gemeinsame Druckleitung in das zum Motor führende Ansaugrohr 6 führen,
es können aber auch Einzelleitungen in- die einzelnen Ansaugstutzen oder unmittelbar
in die Zylinder münden. -Auf der Stange d. sitzt die Gleitmutie g. die durch die
Feder io gegen den in der Stange d. befestigten Stift i i gedrückt wird. l)as obere
Widerlager für die Feder io wird durch die an der Stange d. befestigte Scheibe 12
gebildet. An der Buchse g ist der die Drosselklappe 5 drehende Hebel 13 angelenki.
Bei langsamem Niedertreten des Hebels r verbleibt die \luffe 9 unter der Wirkung
der Feder am Stift i i ; bei schnellem Niedertreten erfolgt unter vorübergehendem
Zusammendrücken der Feder 1o eine Verzögerung der Drosselklappenbewegung, da die
Drosselklappe infolge ihres Beharrungsvermögens ihre Lage langsamer ändert. Durch
gee,*giletc Mittel, wie zusätzliche Massen bzw. mechall'.sche, pneumatische oder
hydraulische Bremsen, läßt sich das Maß dieser Verzögerung beliebig .erhöhen. Im
Ausführungsbeispiel i-,t zur Erhöhung des Beharrungsvermögens der Luftdrossel eine
als Masse wirkende Scheibe 14 mit der Achse der Drosselklappe fest verbunden.
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Ein Teil des zur Pumpe führenden Regelgestänges wird durch ein Gerät
15 gebildet. dessen Länge sich bei abnehmendem Druck in der Saugleitung 6 verkürzt,
da sein Innenraum durch einen -biegsamen Schlauch 16 mit der Saugleitung verbunden
ist. Das Gerät ist in Fig.2 in vergrößertem iVIaßstal)e iili Schnitt dargestellt.
Sein unterer Teil bestellt aus einem hohlen Federkörper 17 mit einer Verschlußscheibe
27, in welche die Regelstange 7 eingeschraubt ist. Oben geht der Federkörper 17
in einen Behälter 18 über, der durch einen eingeschraubten Deckel ig abgeschlossen
ist. Dieser Deckel trägt unten einen Mittelzapfen 2o mit einer Schnecke 2i. Der
Zapfen 2o und die Schnecke 21 füllen gut passend den Behälter 18 aus. Der ganze
Federkörper 17 und ein Teil des Behälters i8 sind mit einer schwer verdampfbaren
Flüssigkeit gefüllt. Am Anschlußstutzen -22 ist der Schlauch 16 befestigt, das Auge
23 dient zur Anlenkung des Regelhebels 24 der Breimstoftpumpe.
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Im ganzen Gerät 15 herrscht derselbe Unterdruck wie in .der Saugleitung
6. Je stärker der Unterdruck wird, desto mehr verkürzt sich unter dem Druck der
Außenluft der Federkörper 17; beine Nachlassen des Unterdrucks dehnt er sich wieder
auf 'seine ursprüngliche Länge aus. Jedem Unterdruckwert entspricht somit eine bestimmte
Länge des Federkörpers. Die Längenänderungen des Federkörpers können nur langsam
erfolgen, ,-eil bei der damit verbundenen Änderung seines Fassungsvertriögens die
ihn anfüllende Flüssigkeit durch den engen Kanal
der Bremsdüse 25
strömen muß. Die Düse ist auswechselbar in den Zapfen :2o eingeschraubt und mündet
in eine Querbohrung dieses Zapfens. Der lange schneckenförmige Kanal 26 im
Behälter 18 gibt sichere Gewähr dafür, daß die Bremsdüse auch bei heftigen Erschütterungen
durch den Fahrbetrieb immer unterhalb des Flüssigkeitsspiegels mündet.
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Um ein genaues Bild von der Wirksamkeit der neuen Regeleinrichtung
zu geben, sollen für einen Fahrzeugmotor vier maßgebliche Belastungszustände an
und für sich und die betriebswichtigen Übergänge zwischen ihnen untersucht werden.
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i. Geringe Leistung in der Ebene Die Luftdrossel ist nur wenig .geöffnet,
die Zylinder erhalten. geringe Füllung, @die Drehzahl des Motors ist mäßig, die
Länge des Gestänges zur Pumpe ist so bemessen, daß die der geringen Luftmenge entsprechende
Brennstoffmenge gefördert wird.
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2. Höchstleistung in_der Ebene Der Beschleunigerhebel-i ist ganz nieder-"
gedrückt, der Hebel 3 und der Luftdrosselh ebel 13 nehmen die gestrichelte Stellung
ein, die Luftdrossel ist ganz offen; trotzdem herrscht in der 'Saugleitung infolge
der Höchstdrehzahl des Motors ein erheblicher Unterdruck, der einerseits- die volle
Füllung der Zylinder verhindert, andererseits das Gerät 15 so weit verkürzt, daß
der Regelhebel 24 der Pumpe nicht bis in die gestrichelte Lage kommt und demgemäß
.auch die Brennstofförderung entsprechend der verminderten Luftfüllung eingeschränkt
ist.
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3. Schnel,l.e_r,.Übergang v an i auf 2 Bei Höchstbeschleunigung des
Fahrzeuges durch schnelles Niedertreten des Fußhebels (ohne Gebrauch des Wechselgetriebes)
wird infolge des harten Ansprechens der Pumpensteuerung, die die Starrheit des Gerätes
15 bei schnellen Bewegungen bewirkt, der ganze .lusschlag des Tritthebels i auf
den Pumpenhebel übertragen, während die Luftdrossel infolge ihres Beharrungsvermögens
und der zwischengeschalteten Feder io nur langsam nachkommt. Dadurch wird während
der Beschleunigungszeit, aber auch nur während dieser die angestrebte vorübergehende
Anreicherungdes Brennstoffgemisches erzielt.
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4. Geringe Leistung in der Steigung und Übergang von i auf q.
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Die Luftdrossel soll wie im Fall i nurwenig geöffnet sein, die Zylinder
bekommen infolge -der durch (die Steigung verringerten Fahrzeuggeschwindigkeit und
Motordrehzahl eine stärkere Füllung, der Unterdruck im Ansaugrohr 6 wird geringer.
Das Gerät 15
dehnt sich aus und schwenkt den Pumpenhebel nach oben, so daß
der stärkeren Luftfüllung entsprechend auch mehr Brennstoff geliefert wird.
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5. Höchstleistung in der Steigung Der Fußhebel r ist ganz niedergedrückt,
die Luftdrossel ganz offen, -der Motor bekommt infolge der durch die Steigung verminderten
Fahrzeuggeschwindigkeit und Motordrehzaihl volle Füllung, der Unterdruck in der
Saugleitung ist ganz gering, das Gerät 15 dehnt sich aus und auch der Pumpenhebel
24 ist auf ganze Leistung :gestellt, so daß wiederum das richtige Verhältnis von
Luft und Brennstoff hergestellt ist.
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6. Übergang von 4. auf 5 Wie beim Übergang von i auf 2 bleibt die
Luftdrossel zurück, und es erfolgt wieder die für jede Beschleunigung angestrebte
Anreicherung des Gemisches mit Brennstoff.
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Es ändert nichts am Wesen der Erfindung, wenn mit der Brennstoffpumpe
zwei Regelvorrichtungen verbunden sind, von denen die eine gemeinsam mit der Luftdrossel
von Hand und,die andere selbsttätig vom Unterdruck verstellt wird. Es ist auch selbstverständlich,
daß an Stelle des im Ausführungsbeispiel unmittelbar in .das Regelgestänge eingebauten
Federkörpers andersartig gebaute pneumatische Hilfsvorrichtungen Verwendung finden,
die auf irgendeine Weise die Änderung,der wirksamen Länge des Pumpenregelgestänges
bewirken. Eine im Rahmen der Erfindung auf die Ermöglichung vorübergehender Anreicherung
des Gasgemisches gerichtete Verbesserung von Regelvorrichtungen, die nur gekuppelte
Steuergestänge für Luftdrossel und Brennstoffpumpe (ohne druckabhängige Zusatzregelgeräte)
verwenden, würde auch bereits- allein in der Einschaltung der nachgiebig federnden
Glieder im Luftdrosselgestänge liegen.
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Die neue Rege#lvorrichtung kann auch mit den bekannten Vorrichtungen
vereinigt werden, bei denen ebenfalls eine Änderung der wirksamen Länge des Pumpenregelgestänges
aber nichtselbsttätig, sondern von Hand zur Berichtigung des Mischungsverhältnisses
erfolgt.