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Pneumatischer Drehzahlregler für Einspritzbrennkraftmaschinen Die
F,rfindunf bezieht sich auf einen für Einspritzbrennkraftinaschinen, insbesondere
Fahrzeugdieselmotoren, geeigneten pneumatischen Drehzahlregler mit einem auf das
Fördermengenverstellglied der Einspritzpumpe einwirkenden Regelglied, (las als bewegliche
Trennwand eine an das Ansaugrohr der Brennkraftmaschine angeschlossene Kammer gegen
die Außenluft abschließt und an dem einerseits die sich drehzahlabhängig sowie mit
der Stellung eines durch einen Bedienungshebel willkürlich betätigbaren Drosselgliedes
im Ansaugrohr ändernde Verstellkraft angreift und andererseits die Rückführkraft,
die hervorgebracht wird durch die resultierende Kraft gegeneinanderwirkender Federn,
von denen die der Verstellkraft entge.,renwirkenden über den ganzen Regelgliedweg,
die anderen mindestens über einen Teil des Regelgliedweges wirksam sind. Bei bekannten
Reglern dieser Art sind insgesamt zwei Federn vorgesehen. Die eine davon wirkt der
Verstellkraft entgegen und ist über den ganzen Regelgliedweg wirksam; die andere
in gleicher Richtung wie die Verstellkraft wirkende Feder ist nur auf einem sehr
kleinen Teil des Regelgliedweges wirksam. Dieser Teil des Regelgliedweges beginnt
in der Stellung des Regelgliedes, die dieses bei Einstellung der größten Kraftstoffmenge
einnimmt, und endet in der Stellung, die das Regelglied bei Einstellung derjenigen
etwas geringeren Kraftstoffmenge einnimmt, welche die Maschine bei Höchstdrehzahl
rauchfrei verbrennen kann. Die letztgenannte Feder dient also bei den bekannten
Reglern dazu, den Verlauf der Vollastförderkennlinie der Einspritzanlage über den
ganzen Drehzahlbereich dem Verlauf der sogenannten Verdauungskennlinie der Maschine
anzugleichen, d. h.
bei allen Drehzahlen jeweils die gerade noch
rauchfrei verbrennbare Kraftstoffmenge einzuspritzen, die in der Regel bei niederer
Drehzahl größer ist als bei hoher.
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Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, ist eine
ganz andere als die, welche bei den bekannten Reglern gelöst wurde. Sie besteht
darin, einen Regler zu schaffen, der bei Höchstdrehzahlregelung (Endregelung) einen
kleinen Ungleichförmigkeitsgrad, bei niederen Drehzahlen und insbesondere bei Leerlaufregelung
aber einen wesentlich größeren Ungleichförmigkeitsgrad hat. Diese Aufgabe wurde
schon dadurch gelöst, daß außer der über den ganzen RegeIgliedweg der Verstellkraft
entgegenwirkenden Feder eine zweite Feder angeordnet wurde, die nur im Leerlaufregelbereich
auf das Regelglied wirkt, und zwar im gleichen Sinn wie die erste Feder: Das richtige
Einstellen der Leerlaufregelfeder ist jedoch dann sehr schwierig, wenn das Regelglied
bei der Begrenzung der Höchstdrehzahl sehr nahe an den Bereich der Leerlauf regelfeder
gelangt, so daß bei nicht genauem Einstellen der Leerlaufregelfeder diese bei Endregelung
auch zur Wirkung kommt und die Rückführkraft erhöht. Die Folge davon ist, daß die
Maschine bei Endregelung eine zu hohe Drehzahl einnehmen kann. Man hat deshalb auch
schon vorgesehen, die Vorspannung der Leerlaufregelfeder abhängig von der Stellung
des Drosselgliedes im Ansaugrohr zu machen, und zwar derart, daß bei Einstellung
des Drosselgliedes in die Vollaststellung die Leerlaufregelfeder vollständig entspannt
wird und unwirksam ist. Aber auch bei diesen bekannten Reglerausführungen ist die
Einstellung der Leerlauffeder und der Entspannungseinrichtung empfindlich, und es
kann bei fehlerhaftem Einstellen ein Überdrehen der Maschine eintreten.
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Der Erfindung liegt deshalb auch noch die weitere Aufgabe zugrunde,
einen Regler zu schaffen, bei dem auch bei fehlerhaftem Einstellen der Reglerteile
ein Überdrehen der Maschine unmöglich ist. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch
erreicht, daß diese andere mindestens über einen Teil des Regelgliedweges wirksame
Feder (Leerlauffeder), deren Kraft der über den ganzen Regelgliedweg tätigen Feder
entgegengerichtet ist, mindestens im Leerlaufregelbereich des Regelgliedes wirksam
ist und in Abhängigkeit vom Bewegen des Bedienungshebels spätestens bei Erreichen
der Vollastendstellung dieses Hebels aber außer Wirkung gelangt.
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In der Zeichnung .sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Dabei zeigt Fig. i das erste Beispiel und Fig. 2 das dazugehörende
Schaubild der Federkennlinien, Fig.3 einen teilweisen Längsschnitt durch das zweite
Beispiel.
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An der nur teilweise dargestellten Einspritzpumpe i ist ein Reglergehäuse
2 angebaut, das durch eine bewegliche als Regelglied 3 dienende Trennwand (Membran)
in eine mit der Außenluft in Verbindung stehende Kammer 4 und in eine Kammer 5 getrennt
ist. Die Kammer 5 ist durch eine Leitung 6 mit dem Ansaugrohr 7 einer nicht dargestellten
Brennkraftmaschine verbunden. In das Ansaugrohr 7 ist in bekannter Weise ein Drosselglied
8 eingebaut, das auf einer Welle 9 sitzt; auf deren Ende ein Hebel io befestigt
ist. Dieser ist durch ein Gestänge i i, das ein Federglied 12 enthält, mit einem
Bedienungshebel 13 (Pedal) gekuppelt.
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Die auf das Regelglied 3 wirkende Rückführkraft wird erzeugt durch
die resultierende Kraft zweier Federn, nämlich einer Feder 16, die in der Kammer
5 untergebracht ist, und einer der Feder 16 entgegenwirkenden Feder 17, welche über
einen verschiebbaren Anschlag 18 auf das Fördermengenverstellglied i9 der Einspritzpumpe
drückt, das mit dem Regelglied 3 verbunden ist.
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An dem verschiebbaren Anschlag 18 ist eine Stange 2o befestigt, die
an einen Hebel 21 angelenkt ist, der bei 22 drehbar gelagert ist. Am Bedienungshebel
13 ist eine Lasche 23 angelenkt, die mit einem Längsschlitz 24 an einem Zapfen 25
angreift, der auf dem Hebel 21 befestigt ist. Der Bedienungshebel 13 ist bei 26
drehbar gelagert, seine Vollastendstellung wird durch einen Anschlag 27 begrenzt.
Die Stellung, in welcher das Drosselglied 8 vollständig geöffnet ist (gestrichelt
einge-, zeichnet), wird durch einen am Ansaugrohre ? vorgesehenen Anschlag 28 für
den Hebel io begrenzt.
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Bei Einstellen des Bedienungshebels 13 in seine Vollastendstellung
bewegt die Lasche 23 den Hebel 21 und damit den verschiebbaren Anschlag
18
in die äußerste linke Stellung, die in Fig. i mit I bezeichnet ist. In
dieser Vollstellung fördert die Einspritzpumpe die größte Kraftstoffmenge, sofern
die Kraft der Rückführfeder 16 ausreicht, das Regelglied 3 und das Fördermengenverstellglied
i9 bis zum Anliegen desselben an den Anschlag 18 entgegen der pneumatischen Verstellkraft
zu verschieben. Die Stoppstellung des Fördermengenverstellgliedes, in welcher die
Einspritzpumpe keinen Kraftstoff fördert, ist in Fig. i durch die mit 1I bezeichnete
Stellung des Anschlages 18 gekennzeichnet.
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Im Kennlinienschaubild Fig. 2 ist der Weg des Regelgliedes bzw. des
Fördermengenverstellgliedes waagerecht, und die Federkräfte der beiden Federn 16
und 17 senkrecht aufgetragen. Die Kennlinie der Feder 16 ist mit 16 bezeichnet und
die der Feder 17 mit .17; die aus den beiden Kennlinien resultierende Kennlinie
mit R. Ebenso sind in dem Schaubild die Vollstellung mit I und die Stoppstellung
mit Il bezeichnet. Man sieht aus dem Schaubild, daß bei Einstellung des Bedienungshebels
13 in die Vollstellung, in welcher die Feder 17 ausgeschaltet ist, also nur die
Feder 16 als Rückführfeder auf das Regelglied 3 wirkt, die Rückführkraft entsprechend
der Kennlinie 16 sehr schwach ansteigend ist. Dadurch wird bei Regelung der Höchstdrehzahl
(Endregelung) ein kleiner Ungleichförmigkeitsgrad des Reglers erzielt. In jeder
anderen Stellung des Bedienungshebels, bei der die Wirkung der Feder 17 nicht aufgehoben
ist;
wird die Rückführkraft durch die resultierende Kennlinie R
dargestellt, die einen wesentlich steileren Verlauf als die Kennlinie 16 hat. Daraus
ergibt sich in dein Regelbereich, in welchem beide Federn 16 und 17 wirksam sind,
ein wesentlich größerer Ungleichförmigkeitsgrad des Reglers.
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Aus dem Kennlinienschaubild ist weiterhin zu entnehmen, daß die Rückführkraft
auch bei falscher Einstellung der Feder 17 bzw. des zwischen dem Bedienungshebel
13 und dem verschiebbaren Anschlag 18 angeordneten Gestänges niemals größer werden
kann als diejenige der Feder 16 in der Stoppstellung 1I. Diese Rückfiinrkraft wird
jedoch durch die auf das Regelglied bei Enddrehzahl wirkende Verstellkraft überwunden,
die der im Ansaugrohr 7 bei dieser Drehzahl herrschende Unterdruck erzeugt.
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Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel erreicht der Hebel io den Anschlag
28, ehe der Bedienungshebel 13 an seinem Vollastendanschlag 27 anliegt. Das Weiterbewegen
des Bedienungsnebels 13 bis ztt seinem Vollastendanschlag 27 wird durch das
Federglied 12 ermöglicht. Es ist jedoch auch eine Ausführung denkbar, bei der der
Bedienungshebel 13 und der Ilebel io gleichzeitig an ihrem jeweiligen :liischlag
anliegen. In diesem Fall muß aber dann der ["ätigsscll]itz 24 der Lasche 23 so bemessen
sein, (laß leim Anliegen des Bedienungshebels 13 an seinem entsprechend geänderten
Vollastendanschlag der verschiebbare Anschlag 18 ebenfalls in die Stellung I gebracht
ist. In diesem Falle ist das Federglied 12 nicht notwendig.
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Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig.3 ist an einer nur angedeutet
dargestellten Einsl)ritzlitur111e 31 ein Reglergehäuse 32 befestigt, das durch ein
Regelglied 33 in eine mit der Außenluft verbundene Kammer 34 und eine mit dem Ansaugrohr
einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine verbundene Kammer 35 geteilt wird.
Das 1Zeglergehätise 32 ist baulich vereinigt mit einem Gehäuse 36, (las durch eine
Membran 37 ebenfalls in zwei Kammern geteilt wird, eine Kammer 38, die durch eine
Öffnung 39 mit der Außenluft in Verbindung steht, und eine Kammer 40, die durch
eine Leitung 4i an (las Auspuffrohr der Brennkraftmaschine angeschlossen ist.
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Das Fördermengenverstellglied 42 der Einspritzpumpe, das mit dein
Regelglied 33 fest verbunden ist, trügt einen Stift 43, der in der Trennwand 44
zwischen den Kammern 35 und 38 geführt ist und an seinem in die Kammer 38 'hineinragenden
Ende einen Bund 45 hat. Auf dem Stift ist verschiebbar ein Federteller 46 angeordnet,
gegen den eine Feder 47 drückt, die sich an der Zwischenwand 44 abstützt. In der
Kammer 35 ist eine Feder 48 angeordnet, die sich ebenfalls an der Zwischenwand 44
abstützt und gegen das Regelglied 33 drückt. An der Membran 37 ist ein topfförmiger
verschiebbarer Anschlag 49 befestigt, der bei seinen Bewegungen in einer Führung
5o des Gehäuses 36 gleitet.
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Die Wirkungsweise der Federn 48 und 47 entspricht derjenigen der Federn
16 und 17 des ersten Ausführungsbeispiels. Das Ausschalten der Feder 47 bei Leerlauf
und in einem gewissen niederen Drehzahlbereich (Teillastbereich) erfolgt durch die
drehzahl- und lastabhängige Wirkung des Auspuffdrucks. Dieser wirkt auf die Membran
37 und bewegt diese nach links, wobei der Anschlag 49 sich auf dem Federteller 46
abstützt und bei ausreichender Verstellkraft der Membran 37 die Feder 47 zusammendrückt,
so daß deren Wirkung auf das Regelglied 33 ausgeschaltet wird. Die Größe der Membran
37 ist so zu bemessen, daß diese Ausschaltwirkung bei Erreichen der Vollasthöchstdrehzanl
vorhanden ist.
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Es ist in Abwandlung dieses Beispiels möglich, auf die Membran 37
außer dem Auspuffdruck auch noch den Saugrohrdruck wirken zu lassen, indem man die
Öffnung 39 schließt und in der Trennwand 44 eine Öffnung anbringt.
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Auch ein anderes 'drehzahlabhängig bewegtes Organ der Maschine kamt
dazu dienen, den verschiebbaren Anschlag 18 (Fig. i) bzw. 49 (Fig. 2), beim Erreichen
der Vollasthöchstdrehzahl so zu verschieben, daß die Wirkung der Feder 17 bzw. 47
(Fig. 2) auf das Regelglied 3 bzw. 33 ausgeschaltet wird (Fig. i).
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Der Anschlag 18 bzw. 49 kann auch durch einen Elektromagnet betätigt
werden, dessen Stromkreis geschlossen wird, wenn .das Drosselglied 8 in Volllaststellung
steht, z. B. dadurch, daß der Anschlag 28 als Kontakt ausgebildet wird., Selbstredend
können die Federkräfte der einzelnen Stufen auch jeweils durch mehrere Federn aufgebracht
werden.