DE744123C

DE744123C - Control device for internal combustion engines, especially aircraft engines

Info

Publication number: DE744123C
Application number: DEA84443D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Fritz Gosslau; Dr-Ing Johannes Schmidt
Original assignee: Argus Motoren GmbH
Current assignee: Argus Motoren GmbH
Priority date: 1937-10-09
Filing date: 1937-10-09
Publication date: 1944-01-15

Description

Regeleinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere Flugmotoren Bekannt sind Regeleinrichtungen für Brennkraftinaschinen zur Konstanthaltung -des Verhältnisses zwischen den Gewichten des Brennstoffs und der Luft, bei denen Zustandswerte der Ansaugluft, wie Druck und Temperatur, als Impulsgrößen benutzt werden, um den Durchgangsquerschnitt einer -im Luftansaugkanal eingebauten Venturidüse zum Ansaugen des Brennstoffs mittels eines Drosselkörpers mehr oder weniger zu verändern, und dadurch die Strömungsgeschwindigkeit in der zurnAnsaugcn des Brennstoffs dienenden Venturidüse im Verhältnis zu der Strömungsgeschwindigkeit in der Ansaugleitung so zu verändern, daß das Verhältnis des angesaugten Brennstoffgewichts zum. Gewicht der die Ansaugleitung .durchströmenden Luft annähernd konstant bleibt. Eine solche Regeleinrichtung ergibt nur bei verhältnismäßig geringen Änderungen -der Zustandswerte der Ansaugluft ein annähernd konstantes Verhältnis zwischen Brennstoffgewicht und Ansaugluft, weil bei stärkeren Änderungen der Zustandswerte die freien Durchströinungsquerschnitte zu stark geändert werden und dadurch der Einfluß der Reibung der Luftströmung an den Leitungswandungen sich zu sehr störend bemerkbar macht, derart daß der Durchflußbeiwert sich stark ändert. Dieser Durchflußbeiwert ändert sich außerdem auch mit dein Quadrat des Verhältnisses des kleinsten Düsendurchmessers zum .größten Düsendurchmesser. Weitere Fehler entstehen durch die mit verschiedener Drosselung der Düse auftretende Änderung der Expansion zier die Düse durchströmenden Luft. Bei 1)rchzahlre@rl@rn ist es ferner -gekannt, in cler Luftzuleitung gemessene Druckdifferen7en ;in die diisenartigen Verengungen der .Ansaugleitung auf eine Druckunisetzvorrichtun- zur Einwirkung zu bringen, die bei Erhöhun- cIer l#triiriitrri"sgescliwiridiglceit in der .\nsau@leinuig über ein @"erstellglied eint: Verminderung Gier Breriristoftzttfttlir hewir'.ItiE und unigekehrt. um clie Drehzahl eines Moto konstant zu halten. Hierbei verhalten sirr.` dann die Brennstoltgevichte umgekehrt wie (lie durchgesetzten Luftgewichte, so daß eine Brennstoffverschwendung eintritt.Control device for internal combustion engines, in particular aircraft engines Control devices for internal combustion engines are known to keep them constant Relationship between the weights of the fuel and the air at which state values of the intake air, such as pressure and temperature, can be used as pulse variables to generate the Passage cross-section of a venturi nozzle built into the air intake duct for suction to change the fuel more or less by means of a throttle body, and thereby the flow rate in the one used for sucking in the fuel Venturi nozzle in relation to the flow velocity in the suction line so to change that the ratio of the sucked fuel weight to. weight the air flowing through the intake line remains approximately constant. Such The control device only results in relatively small changes in the state values the intake air has an approximately constant ratio between fuel weight and Intake air, because with greater changes in the state values, the free flow cross-sections changed too much and thereby the influence of the friction of the air flow the pipe walls makes itself too disturbing, so that the flow coefficient changes a lot. This flow coefficient also changes with your square the ratio of the smallest nozzle diameter to the largest nozzle diameter. Further errors arise from those occurring with different throttling of the nozzle Change in expansion adorns the air flowing through the nozzle. With 1) rchzahlre @ rl @ rn It is also known, pressure differences measured in the air supply line; in the throat-like constrictions of the .suction line on a Druckunisetzvorrichtun to To bring about the effect of increasing l # triiriitrri "sgescliwiridiglceit in the. \ nsau @ leinuig about a @ "member unites: Reduction of greed Breriristoftzttfttlir hewir'.ItiE and irreversible. to keep the speed of a motor constant. Here behave sirr. 'Then the fuel weight is reversed as (lie enforced air weights, so that there is a waste of fuel.

Die Irrfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für Brennkraftmaschinen. insbesondere Flugmotoren. zur Konstanthaltun- des Verhältnisses zwischen Gien Gewichten des Brennstoffs und der Luft, und das wesentliche besteht darin. daß die Beeirifltis:tirig:vorrielitung für das jeweilig durchzusetzende Brennstoffgewicht von einer besonderen 1Meßvorrichtung für das jeweils durchgesetzte Luftgewicht verstellt -wird, deren die Brennstoffmenge regelndes Verstellglied eine dein durchgesetzten Luftgewicht verhältige Bewegung ausführt. Da hierbei das jeweils durchgesetzte Luftgewicht für sich, ohne Beiniischu )g von Brennstoff, gemessen wird, können keine Fehler entstehen, die durch die Expansion cles Ilrennstoffs bedingt sind. Es braucht in der 1Meßeinrichtung auch -:eine veränderliche Drosselvorrichtung für die strürnende Luft vorgesehen zu -werden, da ja keine Geschwindi-keitsverhältnisse für verschiedene Gasströme geregelt werden. und infolgedessen bleiben die Ströniungsduerschnitte ')mini 11e:;eri der clurcli1Te..etzten Luft stets die gleichen. so daf) keine Fehler durch etwaige Änderungen von Durchflußzahlen entstehen ldinnen. Auch die durch Änderung von Ex-Z, der Luft bedingten Meßfehler werden verhütet, da ja die E\-pansionsverhültnisse bei einer etwaigen Verwendung einer 1Meßdüse (@Tenturirolir), von der die in ihr auftretenden Druckdifferenzen als Impulsgrößen benutzt werden, unverändert bleiben. 'Mit der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung ist es daher nihglich, (las Verhültnis des jeweils durchzusetzenden Brennstoffgewichts zti dein durchgesetzten Luftgewicht in beliehi- weiten Grenzen konstant zu halten, so (Maß die 'Maschine stets unter den wirtschaftlichsten Verhältnissen arbeitet.The invention relates to a control device for internal combustion engines. especially aircraft engines. to keep the relationship between Gien weights constant of fuel and air, and that is what is essential. that the business is: tirig: supply line for the respective fuel weight to be enforced by a special measuring device is adjusted for the air weight that is passed through, the amount of fuel of which regulating adjusting member a movement that is proportionate to the weight of your air executes. Since here the air weight enforced in each case for itself, without leg shoo ) g of fuel that is measured, no errors can arise due to the expansion cles Ilfuels are conditional. The measuring device also needs -: a variable Throttle device to be provided for the gushing air, as there are no speed ratios can be regulated for different gas flows. and consequently the stream thinning remains ') mini 11e:; eri the clurcli1Te .. last air always the same. so daf) no errors any changes in the flow rates result in ldinnen. Even through change Measurement errors caused by Ex-Z, the air are prevented, since the expansion ratios when using a 1 measuring nozzle (@Tenturirolir), of which the in her occurring pressure differences are used as pulse sizes, remain unchanged. With the control device according to the invention it is therefore possible to (read ratio the respective fuel weight to be enforced zti your enforced air weight to keep constant within arbitrary limits, so (measure the 'machine always below works in the most economical conditions.

Eine vorteilhafte Ausführungsfortn ergibt sich. -wenn bei örtlich getrennten 1Meßvorrichtungen f.uftvolunienniesstttig und Lttftzustandsniessutig jede für sich durchgerührt werden und beide Messungen trttal)lriitrgig woneititinder erfolgen, -worauf beide Meßwerte zur lfessung des Luftgewichts zusammen-Impuls bei vors den llelh-orriclittirigeri wiederum örtlich ;;etrennter Brennstofffördereinrichtung die Regelung des Brennstoffgewichts ab- geleitet wird. Diese I?inrichtung errnnglrcht. den Brennstoff und die Luft ürtlicli getrennt zu anessen und zii regeln, wie dies z. ß. bei Motoren mit Brennstoffeinspritzung allgemein .'tfler Fall ist. Es könnnen ferner an der Votiiuienineßvorrichtun- und an der Zustands-<Aeßvorrichtung je für sich C1)ertra"ungsglieder vorgesehen sein. die mit hurl-enlrilnien oder Kurvenscheiben zusammenarbeiten, die die 1)livsikalrschen Zusätze verkörpern, so claß eine- einwandfreie Zusammenziehung beider Meßwerte möglich ist.An advantageous embodiment results. -if, in the case of locally separated measuring devices for air volume low and air condition low, each is carried out separately and both measurements are incorrectly carried out, -which both measured values for the measurement of the air weight together-pulse with the fuel in front of the burner again separately ;; the fuel weight is derived. This device fails. the fuel and the air ürtlicli to eat separately and zii regulate how this z. ß. In general, this is not the case with engines with fuel injection. There can also be provided on the voting device and on the status measuring device C1) compensating elements, which work with hurl-enlrilnien or cam disks, which embody the 1) Livsikalrian additions, so that a perfect contraction of both measured values is possible.

Eine weitere vorteilhafte Ausfiihrungsforrn ergibt sich, -wenn der Durchflußrnesser in an sich bekannter Weise aus einem Motorluftzufuhrrohr geringen Durchflußwiderstandes. z. B. einem Ventufirohr. mit zwei zu einem Druckunterschiedmesser führenden Anzapfleitungen besteht und der Luftdichtemesser aus einem an sich bekannten Therniobaroineter zutn 'Messen des spezifischen Luftvoluinens gebildet ist, und daß die Stehwege beider Meßvorrichtungen durch logarithmische Kurvenscheiben auf eine an sich bekannte Vorrichtung zur Addition der Bewegungen übertragen -werden, um dann weiter durch eine dein Wurzelnumeruswert entsprechende Kurvenscheibe die Vorstellung des Brennstoffgebers nach dem Gesetz zu bewirken. Mit dieser Einrichtung sind die einzelnen Zusammenhänge mathematisch und physikalisch richtig mit einfachen Mitteln herstellhar.A further advantageous embodiment results when the flow meter is made in a known manner from a motor air supply pipe of low flow resistance. z. B. a ventufube. with two tap lines leading to a pressure difference meter and the air density meter is formed from a known therniobaroineter to measure the specific air volume, and that the standing paths of both measuring devices are transferred to a known device for adding the movements by logarithmic cams Then, by means of a cam disk corresponding to your root numerus value, the concept of the fuel generator according to the law to effect. With this facility, the individual relationships are mathematically and physically correct using simple means.

Mit Vorteil sind unter Verwendung von Kraftersatzkolhen, die durch Steuerlieder oder 1Meßglieder beherrscht sind. die Rückführungen der Steuerglieder derartig ausrebilclet, claß die N`"ege der Kraftkolben den Logarithniuswerten entsl)rcclieri.It is advantageous to use power replacement pistons that run through Control members or measuring members are mastered. the returns of the control members in such a way that the N` "ege of the power piston corresponds to the Logarithnius values.

In den von dein Regler kommenden Brennstoftreglungsantrieh kann ein von Hand oder selbsttätig verstellbares Grundheeinflussungsglied eingeschaltet sein, beispielsweise eine einknickbare Stange, so (Maß das Verhältnis zwischen Brennstoffgewicht und Luftgewicht nach Wunsch einstellbar ist. Dicses Einstellverhältnis -wird dann von der Re-eleinrichtung konstant gehalten.In the coming from your regulator Brennstoftreglungsantrieh can manually or automatically adjustable basic influencing element be switched on, for example a collapsible rod, so (measure the ratio between fuel weight and air weight is adjustable as desired. This setting ratio -will then kept constant by the control device.

Die Zeichnung veranschaulicht den Treuen Gemischregler in vereinfachter Darstellung ntit Schnitt der wesentlichen "feile.The drawing illustrates the true mixture regulator in a simplified way Representation with section of the essential "file.

Eine Brennkraftniaschine r, beispielsweise ein Flugmotor, treibt durch ein nicht (lehlä se -? als Lader an. L)iesein striinit die Luft durch ein dein Fahrtwind offen zu--ekehrtes @'eenttirirohr 3 zdas roll enger Mündung her sich zum Lader hin difftlsor-;ir ti- erweitert und zwei Drtlcl:an7apfstellen 4., 3 hat. Diese sind zum Geschwindigkeitsmessen ausgenutzt, indem die eitle roll ihnen an eine Kainnier6 inllndet, deren Innenrat11117 eine 1Vellrohrinenillrandose,3 enthält. und das .Innere dieser ist an die andere Anzapfstelle 4. angeschlossen. Der heim Vorhandensein von Strömung auftretende Druckunterschied heiler Anzapfstellen bewirkt somit ein Dehnen oder "Zusammenziehen der Meßdose S und damit das Verschieben eines Steuerschiehers9, der in üblicher Weise Druckölzuleitungen eines Kraftersatzkolhens 1o beherrscht. Eine. nach einer logarithmischen Kurve gestaltete Sclitihkurve 1t des` Kraftersatzkolhens io wirkt Tiber einen Winkelhebel 14 auf eine den Steuerschieber 9 umgebende Rückführungshülse 12, die durch eine Feder 13 zum Andrücken des Winkelhebels 14 all die Schuhkurve 11 belastet ist.An internal combustion engine r, for example an aircraft engine, drives through a not (Read -? as a loader. L) This is striinit the air through a wind that is open to you - ekehrtes @ 'eenttirirohr 3 zdas roll narrow mouth towards the loader difftlsor-; ir ti- expanded and two Drtlcl: an7apfstellen 4th, 3 has. These are used to measure speed by the vain roll them to a Kainnier6, the interior of which11117 a 1Vellrohrinenillrandose, 3 contains. and the inside of this is connected to the other tap 4.. The difference in pressure between healthy taps that occurs in the presence of a current thus causes a stretching or "contraction of the load cell S and thus the displacement a control slide 9, the pressure oil supply lines of a power replacement piston in the usual way 1o mastered. One. Sliding curve 1t designed according to a logarithmic curve des` power replacement piston acts via an angle lever 14 on the control slide 9 surrounding feedback sleeve 12, which by a spring 13 for pressing the angle lever 14 all the shoe curve 11 is loaded.

Diese Einrichtung ergibt ein Bewegen des hraftersatzkolhens to in lo-arithmischem Verhältnis zu den Druckdifferenzen der AII-zapfstellell 4., j.This facility results in moving the replacement piston to in lo-arithmic ratio to the pressure differences of the AII tap 4., j.

Zuni Einführen des Luftzustandes ist eitle finit einem bestimmten Luftgewicht gefüllte @\''ellrolirmenihrandose t ,# mittels eines genau dein vorigen entsprechenden Steuerkraftersatzriickfiihrungsgetriebes an einen zweiten Kraftersatzkolhen 16 angeschlossen. Hier ist die Schulkurre auf negativem Logarithmus, also ini Verhältnis zur ersten kopfstehend eingerichtet.The introduction of the air state is vain finite to a definite one Air weight filled @ \ '' ellrol corporate canister t, # by means of exactly your previous one corresponding control power set return transmission to a second power set piston 16 connected. Here the school course is on a negative logarithm, i.e. in the ratio set upside down for the first.

Der zweite Kraftersatzkolhen 16 wird also in negativem logarithmischem Verhältnis zu (101l Luftzustandsänderungenhelregt.The second power replacement piston 16 is thus in negative logarithmic Relation to (101l changes in air condition

Beide Kraftkolben 1o, 16 sind all einen Waageliehel 17 angeschlossen, und ein dessen Mitte erfassender Stößel 18, der somit einen Ausschlag entsprechend der Hälfte der Differenz aus Druckdifferenzlo-arithmuswert und Zustandslogarithinttswert durchführt. trägt eine weitere Schuhkurve 1g in Angriff all einem zur I3rennstoffeinslsritzdiise führenden Gestänge. Die Schuhkurre 1g führt aus der eingailgs genannten Formel die Konstante und den Wurzelwert in die Rechnung ein. In (las Weiterleitungsgestänge ist eine knickbare T-Tühstange 2o eingeschaltet, deren Knikkungvon Hand oder Fuß mittels ,des Gasliellels oder etwa auch durch einen Fliehkraftregler auf verschiedene Werte eingestellt wird. Dadurch ist eine Grundeinstellung eines gewollten 1# lu-zustandes gegeiten, auf Grund deren dann die weitere Gemischregelung das ständig richtige Gewichtsverhältnis voll Luft zu Brennstoff aufrechterhält.Both power pistons 1o, 16 are all connected to a Waageliehel 17, and a plunger 18 which detects the center thereof and thus has a corresponding deflection half of the difference between the pressure difference logarithmic value and the logarithmic value performs. carries another shoe curve 1g in attack all one for fuel injection leading linkage. The Schuhkurre 1g results from the formula mentioned in the introduction Constant and the root value in the calculation. In (read transmission linkage A foldable T-handle bar 2o is switched on, the kinking of which can be done by hand or foot by means of the Gasliellels or, for example, by means of a centrifugal governor to different Values is set. This is a basic setting for a desired 1 # lu state on the basis of which the further mixture control is always correct Maintains full air to fuel weight ratio.

Claims

PATENT CLAIMS : 't. Control device for internal combustion engines, especially aircraft engines, to maintain constant the ratio between the weights of the fuel and the air, i.e. the pressure differences measured in the air supply line. .. 'on the other hand, state values of the intake air are used as pulse variables «-erden. characterized in that the influencing device for the respective enforced fuel weight is adjusted by a special 1leßvorrichtung for the respective enforced air weight. whose adjusting member, which regulates the fuel level, executes a movement that is proportionate to the air weight set through. Control device according to claim 1, characterized in that in the case of locally separated measuring devices, air volume measurement and air condition measurement are each carried out separately and both measurements are carried out in different ways from one another, whereupon both measured values are combined to measure the air weight and from the impulse obtained in this way by the measuring devices again locally separated fuel delivery device; the regulation of the fuel weight is all directed. 3. Control device according to claim i or 2, characterized in that 'the Durchflußinesser in a known manner from a motor air supply pipe low flow resistance,' z. B. a Venturirolir, mix two, zti a pressure difference meter leading intake lines ordered and the air dicliteinesser is formed from a known Thermoharoilieter for measuring the specific air weight. and that the travel ranges of the measuring devices are transmitted by logarithmic cam disks to a device known per se for adding up the movements. in order to then continue with a cam disk corresponding to your root numerus, the V createdi: ig of the fuel walker according to your law to effect. 4 .. lZeZeleinrichtung according to claim 3, characterized. that using power pistons of a Seiwoc device. the feedbacks of the control elements are designed in such a way that the force collision> cn corresponds to the Lo # T_arithinuswcr th. , 3. Control device according to one of the _1n- @ hrüche t up to 4, characterized. that in the regulating linkage arranged between the regulator and the fuel metering device, a manually or automatically adjustable base leg is switched on, for example a collapsible rod. To distinguish the subject of the application from the state of the art, the following publications were considered in the granting procedure: German patents. . . . No. 459 7 = I, 56S 178, 6-17 549; Austrian patent step - 96695; French patents - 795109. S09 S87, 8i2 o6o; British patents - 448295, 40i z80, 4 5 8659, 347664; USA patents ...... r. 2 oo8 143, i 8o2 84S, 1 638 io2.