DE803444C - Geraet zur selbsttaetigen Regelung des Einspritzzeitpunktes bei Dieselmotoren - Google Patents

Description

• Gerät zur selbsttätigen Regelung des Einspritzzeitpunktes bei Dieselmotoren Es ist bekannt, bei Dieselmotoren die Verstellung des Zeitpunktes der l)rennstoffeinspritzung von Hand durchzuführen, tiin <lern jeweiligen Betriebszustand des Motors den günstigsten Einspritzzeitpunkt zuzuordnen.
• Die Erfindung betrifft nun ein Gerät, mit dem die Regelung des Einspritzzeitpunktes vollständig selbsttätig erfolgt, und zwar sowohl in Abhängigkeit von der jeweiligen TNlotordrehzahl als auch von dem jeweils vorhandenen Drehmoment. Die Regelung ist dann nicht mehr abhängig von der Geschicklichkeit und steten :\ufmerksamkeit des den Motor Bedienenden; insbesondere bei Dieselmotoren mit direkter Finspritznng des Brennstoffs 1ä fit sich aber eine erhebliche Brennstoffmenge sparen, wenn in jedem Augenblick des sich ständig ändernden Betriebszustandes der günstigste Einspritzzeitpunkt eingestellt wird.
• Erfindungsgemäß wird diese selbsttätige Regelung mittels eines Gerätes erzielt, bei dem die Verstellung des an der Einspritzpumpe vorgesehenen Organs zur Regelung des Einspritzzeitpunktes in Abhängigkeit von der gegenseitigen Lage von Kontaktgliedern zueinander erfolgt, die einerseits die elektromagnetische Steuerung der Bewegungen des erwähnten Regelorgans bewirken, andererseits hinsichtlich ihres Zusammenwirkens und ihrer gegenseitigen Stellungen sowohl von den sich ändernden Lagen eines vom Motor angetriebenen Geschwindigkeitsfühlers als auch über ein Ditterentialgetriebe von den wechselnden Stellungen des die Einspritzmenge regelnden Bedienungsorgans beeinflußt werden. Mit diesem Gerät ist es möglich, die von einem Dieselmotor verlangte Leistung mit geringstem Brennstoffverbrauch zu erzielen, da in jedem Augenblick der zweckmäßigste Einspritzzeitpunkt gewählt und eingehalten wird.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung des auf der Zeichnung schematisch veranschaulichten Ausführungsbeispiels eines neuen Gerätes hervor.
• Auf einer vom Motor angetriebenen Welle i sitzt ein Fliehpendel 2, dessen nach Maßgabe des Pendelausschlags verstellte Muffe 3 als Kontaktscheibe ausgebildet ist; die Kontaktscheibe kommt bei den Verstellbewegungen des Fliehpendels entweder mit einem Gegenkontakt .4 oder einem Kontakt 5 in Berührung: Auf der Welle i sitzt ein Kegelrad 6, das über ein Kegelrad 7 eine Welle 8 dreht. Lose drehbar sind auf der Welle 8 ferner zwei Kegelräder g und io, die beide mit einem Kegelrad i i kämmen und wahlweise mittels einer auf der Welle 8 verschiebbaren Kupplungsmuffe 12 mit dieser kuppelbar sind. Die Verschiebung der Kupplungsmuffe 12 erfolgt mittels eines im Wirkungsbereich von Elektromagneten 13 und 14 stehenden Ankers 15, der mit seinem freien Ende in eine Nut 16 der Kupplungsmuffe 12 eingreift und im Ruhezustand durch Federn 17, 18 in seiner Mittellage gehalten wird, in der die Muffe 12 mit keinem der beiden Kegelräder 9 und io in Eingriff steht.
• Auf der Achse 19 des Kegelrades i i sitzt ein weiteres Kegelrad 2o, das mit einem Rad 21 kämmt; auf der Achse 22 dieses Rades sitzt ein Hebel 23, der unter Vermittlung einer Stange 24 an der nicht dargestellten Einspritzpumpe den Zeitpunkt verstellt, in dem die Einspritzung erfolgt.
• Die Gegenkontakte 4 und 5 sitzen isoliert auf einer in Lagergestellen 25 parallel zur Welle i verschiebbaren Zahnstange 26, die mit einem Rad 27 kämmt, das gleichzeitig mit einem Rad 28 in Eingriff steht. Dieses Rad sitzt ebenso wie zwei weitere Räder 29 und 30 lose drehbar auf einer Welle 31. An einem Ansatz 32 des Rades 30 sind zwei kleine Achsstummel 33 und 34 befestigt. Der Achsstummel 33 trägt ein Ritzel 35, das sowohl mit dem Rad 29 als auch mit einem auf dem Achsstummel 34 gelagerten Ritzel 36 kämmt, das seinerseits mit dem Rad 28 in Dingriff steht.
• Parallel zur Welle 31 verlaufen eine Achse 37 und eine Achse 38, die beide je ein Ritzel 39 und 4o tragen, von denen das Ritzel 39 mit dem Rad 30 und das Ritzel 4o mit dem Rad 29 in Eingriff steht. Auf der Achse 37 sitzt ein Hebel 41, der über ein Gestänge 42 mit dem Bedienungshebel bzw. dem Fußpedal gekuppelt ist, das in üblicher Weise dazu dient, die :Menge des dem Dieselmotor zugeführten Brennstoffes zu regeln.
• Auf dem freien Ende der Achse 38 hingegen sitzt eine als Kurbel dienende Scheibe 43, an die eine Stange 44 aasgelenkt ist, die mit ihrem anderen Ende 45 an dem Umfang des Kegelrades 21 gelenkig angreift. Die Stange ,44 trägt eine Nase 46, die zur Steuerung von zwei Kontakten .47 und 48 dient. Diese Kontakte stehen einerseits mit den Magnetspulen 13 und 14, andererseits mit den Kontakten 4 und 5 in Verbindung, und zwar ist der Kontakt 47 über die Leitung 49 mit der Spule 14 und über die Leitung 5o mit dem Kontakt :4 verbunden und der Kontakt 48 über die Leitung 51 mit der Spule 13 und über die Leitung 52 mit dem Kontakt 5. Die freien Enden der Spulen 13 und 14 sind an den Pluspol (+) der Batterie und die Kontaktscheibe 3 an Masse angeschlossen.
• Bei stillstehendem Motor berührt die Muffe bzw. die Kontaktscheibe 3 den Kontakt 5, und die Stange 44 liegt so, daß sie mit ihrer Nase 46 den Kontakt 48 offenhält. Eine Erregung der Magneten 13 findet also nicht statt. Der Hebel 23 nimmt etwa seine innere, auf der Zeichnung veranschaulichte Endstellung ein. Da die Kontaktscheibe 3 bei diesem Zustand mit dem Kontakt ,4 nicht in Eingriff steht, ist also auch der Stromkreis der Magnetspule 14 unterbrochen, d. h. die Kupplungsmuffe 12 nimmt ihre auf der Zeichnung dargestellte mittlere, d.li. unwirksame Stellung ein.
• Beim Anlaufen des Motors bewegt sich die Kontaktscheibe 3 nach oben und berührt den Kontakt 4. Dadurch wird die Magnetspule 14 erregt, da von der Batterie (-I-) über die Spule, durch die Leitung 49, über den Kontakt 47, die Leitung 50, über den Kontakt 4 und die Kontaktscheibe 3 der Strom zur Masse fließen kann. Der durch die Magnetspule 14 angezogene Anker 15 des Elektromagneten verschiebt die Kupplungsmuffe 12 nach rechts und kuppelt dadurch das Kegelrad io mit der ständig umlaufenden Welle. Die Bewegung wird über die Räder 11, 20, 21 und die Achse 22 auf den Hebel 23 und die Stange 24 übertragen, die in Richtung des eingezeichneten Pfeiles x verstellt werden. Diese Verstellbewegung hat eine entsprechende Verstellung bzw. Änderung des Zeitpunktes zur Folge, in dem die Einspritzung des Brennstoffes in den Brennraum des Motors erfolgt.
• Bei der Drehung des Rades 21 wird dieStange 44 in der Richtung des Pfeiles xi verschoben, d. h. die Scheibe 43, damit das Ritzel 4o und das Rad 29 werden verdreht. Diese Drehbewegung wird von den Ritzeln 35, 36 und den Rädern 28 und 27 auf die Zahnstange 26 übertragen, die in Richtung des Pfeiles x2 angehoben wird, und zwar zusammen mit den Kontakten 4 und 5. Diese Bewegung hält so lange an, wie die Drehzahl des Motors steigt. Bei andauernd steigender @lotordrelizahl wird also der Hebel 23 bzw. das Gestänge 24 zur Veränderung des Zündzeitpunktes stetig verstellt.
• Wird bei der Drehzahlsteigerung ein bestimmter Höchstwert, z. B. 2ooo Umläufe/Minute, erreicht, so hat die Stange ,44 sich so weit in Richtung des Pfeiles xi bewegt, daß ihre Nase 46 den Kontakt47 öffnet. Damit wird die Magnetspule 14 stromlos, der Anker 15 und die Kupplungsmuffe 12 kehren in ihre Ruhestellungen zurück, d. h. der Antrieb des

  Hebels 23 und der Stange 24 Hört auf. Beide bleiben

  in ihrer (rechten) Grenzlage stehen, d. h. eine

  weitere Verstellung des Zündzeitpunktes erfolgt

  nicht mehr.

  Bleibt die 1NIotordrelizalil nach Erreichen eines

  bestimmten Wertes konstant, so verändert sich die

  Stellung der Kontaktsclieille 3 eicht mehr. Die ge-

  schilderte Einrichtung ist nun derart bemessen und

  abgestimmt, daß die Ilct@ egung der Zahnstange 26

  init ihren Kontakten 4 und 5 noch anhält und

  kurze Zeit fortgesetzt wird, wenn die Kontakt-

  Scheibe 3 schon aufgeh ört hat ihre Stellung zu ver-

  ändern.

  Bei abnehmender \lotor<irelizahl bewegt sich die

  Scheibe 3 wieder nach unten und berührt hierbei

  den Kontakt 5. Dies hat nunmehr die Erregung der

  Magnetspule 13 zur Folge, dic den Anker 1 3 an-

  zieht. Die Kupplungsnnttie 1.2 wird (nach links)

  verschoben und verl>intlet so die Welle 8 finit (lern

  Rad 9, das nun über die Räder 11, 20 und 21 den

  Hebel 23 und die Stange 21 entgegen der Richtung

  des Pfeiles _2- zttt-iicl<l)e`ve"t und damit die Ver-

  stellung des Zündzeitpunktes wieder in Richtung

  auf den .@\nfangswert verütt<lert.

  Wird eine gewisse Mindestdrehzahl, z. B.

  iooo llmliiufe/=\linttte, erreicht, so hat sich die

  Stange 44 so weit nach unten bewegt, daß die

  Nase 46 den Kontakt -18 <ifinet, die :Magnetspule 13

  stromlos wird und die hiicl<l>ewegullg voll Hebel 23

  und Stange 24 aufhört. Der Zündzeitpunkt ist da-

  mit wieder auf seinen .-\usgangswert zurückver-

  stellt worden.

  In der vorstel_tend geschilderten Weise wird bei

  der neuen 1inriclitttlig der "Leitpunkt der Bretlti-

  stoffeinspritzung in Abhängigkeit von der jeweiligen

  Motordrelizalil verändert.

  Die Verstellung des Einspritzzeitpunktes in Ab-

  hängigkeit auch von dem Drehmoment des Motors

  geht folgendermaßen vor sich: Als Maß für das

  Drehmoment des Motors kann die jeweilige Ein-

  spritzmenge zugrunde gelegt \verden, die mittels

  des nicht dargestellten Fußhebels regelbar ist, mit

  dein die Stange 42 und der Hebel 41 in Verbindung

  stehen.

  Wird nun die Einspritzmenge vergrößert, so daß

  sich der Hebel in Richtung cles Pfeiles y aus der

  mit o "/o bezeichneten _\usgangsstellung bewegt, so

  wird diese 13ewegtillg über die Achse 37 und das

  Kitzel 39, das Rad 30 sowie die Kitzel 35 und 36

  auf die leider 28 und 27 übertragen. Damit wird

  auch die Zahnstange 26 stach unten bewegt und der

  Kontakt 4 mit der Scheibe 3 in Berührung ge-

  bracht. Das hat, wie weiter oben beschrieben, eine

  Erregung des Elektromagneten 14 und damit eine

  Bewegung des I-Ieltels 23 und der Verstellstange24

  in Richtung des Pfeiles x so lange zur Folge, wie

  die Bewegung des 1-tebels 41 anhält.

  Bei kleiner werdendem 'Drehmoment, also bei

  Bewegung des Hebels 41 entgegen der Richtung des

  Pfeiles v, wird dic Zahnstange 26 nach obren ver-

  schoben und der Kontakt 5 mit der Scheibe 3 in

  Berührung gebracht. Das hat -,wiederum eine Rück-

  verstellung des lIehels 23 (entgegen der Richtung

  des Pfeiles x), d. h. eine entsprechend rückläufige Verstellung des Zündzeitpunktes zur Folge.
• Die Verstellung des Zündzeitpunktes in Abhängigkcit von dem wachsenden oder abnehmenden Drehmoment erfolgt also gleichartig und gleichsinnig wie die Verstellung in Abhängigkeit von der zu- bzw. abnehmenden Motordrehzahl. Im übrigen aber überlagern sich die Verstellbewegungen, die einerseits durch Änderung der Motordrehzahl, anderseits durch Änderung des Drehmomentes bzw. der Einspritzmenge hervorgerufen werden, innet-Ilalb der beschriebenen Einrichtung derart, daß die Verstellung des Einspritzzeitpunktes jederzeit und gleichzeitig in Abhängigkeit von beiden Größen selbsttätig geregelt wird. Im Betriebe kann natürlich der Fall eintreten, daß die durch Drehzahl- und Drehmomentsänderungen erzeugten Verstellbewegungen sich in ihren Wirkungen auf die Zahnstange 26 und die Kontakte 4, 5 aufheben, eine Verstellung des Hebels 23 und damit des Zündzeitpunktes also nicht stattfindet. Auf jeden Fall alter wird zu jeder Drehzahl und jeder Einspritzmenge jeweils automatisch dergünstigstel:inspritzzeitpunkt gewählt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: t . Gerät zur selbsttätigen Regelung des Ein- spritzzeitpunktes bei Dieselmotoren in Ab- liiingigl:eit sowohl von der Drehzahl des Motors als auch von seinem jeweiligen Drehmoment, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektro- magnetisch gesteuerte Verstellung des an der I?inspritzpunipe vorgesehenen Organs (24) zur Regelung dis Einspritzzeitpunktes in:41hängig- keit von der gegenseitigen Lage von Kontakt- gliedern (3 1)zw. 4.5) erfolgt, die hinsichtlich ihres Zusainntenwirkens und ihrer gegenseitigen Stellungen sowohl von den sich ändernden Lagetb eitles vomllotor angetriehenenGeschwin- d1gkeitSfiilllel-s (2) als auch über ein Differen- tialgetriebe (29 bis 36) von den wechselnden Stellungen eines die Einspritzmenge regelnden Bedienungsorgans (42) beeinflußt werden. . Gerät nach Anspruch i, dadurch geketiti- zeichnet, <1a1.1 der Gesc1Twindigkeitsfii1Tler (Fliehpendel 2) bei seinen wecliselnden-'erstell- beNvegungen ein Kontaktglied (3) abwechselnd mit zwei Kontakten (4, 5) in Berührung bringt, wodurch Stromkreise (50, 47, 14 bzw. 52, 48, 13) zur elektromagnetischen Steuerung eines vorn Motor angetriebenen Umkehrgetriebes (9, io, i i) geschlossen werden, mit dessen Hilfe die Verstellung des Regelorgans (24) für den Einspritzzeitpunkt erfolgt, wobei jeweils nach erfolgter Verstellung rückwirkend Tiber das Dif- ferentialgetriebe (29 bis 36) bei gleichzeitiger Be- einflussung dieses Getriebes durch die Verstell- des lledientltigsorgans (42) für die Einspritzmenge die Berührung zwischen dem Kontaktglied (3) und dem jeweils wirksamen Kontakt (4 oder 5) wieder aufgehoben wird. 3. Gerät nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (3) des als Fliehpendel gestalteten Geschwindigkeitsfühlers (2) als Kontaktglied ausgebildet ist und die mit ihm zusammenwirkenden Kontakte (.4, 5) in Stromkreisen (50, 47, 49 bzw. 52, 48, 51) von Elektromagneten (14 bzw. 13) liegen, deren gemeinsamer Anker (15), je nachdem welcher Stromkreis entsprechend der Geschwindigkeitszu- oder -abnahme des Motors von den Kontakten geschlossen wird, die Umsteuerung des Umkehrgetriebes (9, io, ii) bewirkt, über das das Regelorgan (24) für den Einspritzzeitpunkt verstellt wird. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daB die mit der Fliehpendelmuffe (3) zusammenwirkenden Kontakte (4, 5) auf einer parallel zur Verstellrichtung der Muffe verschiebbaren Zahnstange (26) sitzen, die über das Differentialgetriebe (29 bis 36) einerseits bei Verstellung des Regelorgans (24) für den Einspritzzeitpunkt rückwirkend durch das Umkehrgetriebe (9, io, ii) im Sinne einer Abhebung des wirksamen Kontaktes von der Fliehpendelmuffe, anderseits von dem die Einspritzmenge regelnden Bedienungsorgan (42) verstellt wird. 5. Gerät nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten einer Höchstdrehzahl und Unterschreiten einer Mindestdrehzahl des Motors durch Öffnen von Kontakten (.47 oder 48) die elektromagnetische Einkupplung des Umkehrgetriebes (9 bis i i) aufgehoben wird, mit dessen Hilfe das Regelorgan (24) für den Einspritzzeitpunkt verstellt wird, so daß eine weitere Verstellung des Einspritzzeitpunktes unterbleibt. 6. Gerät nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgetriebe aus drei durch Ritzel (35, 36) miteinander gekuppelten, gleichachsig angeordneten Rädern (29, 30, 28) besteht, von denen das eine (28) auf die die Kontakte (4, 5) tragende Zahnstange (26) einwirkt, während das zweite (29) die vom Umkehrgetriebe ausgehende Rückstellbewegung aufnimmt und auf die Zahnstange überträgt, und das dritte Rad (30) von den Verstellbewegungen des die Einspritzmenge regelnden Bedienungsorgans (42) beeinfluBt wird und diese Beeinflussung über die anderen beiden Räder gleichfalls auf die Zahnstange überträgt.