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Fliehkraftregler für Brennkraftrnaschinen Die Erfindung betrifft einen
Fliehkraftregler, insbesondere für Fahrzeugeinspritzbrennkraftmaschinen, der sowohl
in üblicher Weise die Regelung in Abhängigkeit von der Belastung der Maschine, z.
B. als Drehzahlregler oder als Leerlauf-und E=ndregler, vornimmt als auch die obere
Begrenzung der Einspritzmenge im Vollastbereich in Abhängigkeit von der Drehzahl
im Sinne einer Erhöhung der Einspritzmenge bei Drehzahlverminderung verändert.
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Fliehkraftregler der vorstehend beschriebenen Art haben die Wirkung,
daß das Drehmoment der Brennkraftmaschine, wenn im Vollastbereich die Drehzahl abfällt,
steigt. Insbesondere bei einer Fahrzeugbrennkraftmaschine ist dieses Ansteigen des
Drehmomentes sehr erwünscht, weil die Brennkraftmaschine bei Überbelastung nicht
sofort zum Stillstand kommt. Diese Wirkung hat man bei einem bekannten Fliehkraftregler
durch eine zusätzliche Feder erzielt, die steifer ist als die Reglerfeder und mit
dieser hintereinandergeschaltet ist. Die zusätzliche Feder stützt sich einerseits
gegen die Reglermuffe und andererseits gegen einen beweglichen Anschlag ab, den
die Reglerfeder in Richtung auf die Reglermuffe zu gegen einen festen Ansatz zu
drücken versucht. Bei diesem bekannten Fliehkraftregler ist die Erhöhung der Einspritzmenge
im Vollastbereich abhängig von der eingestellten Drehzahl, weil in Abhängigkeit
von dieser die zusätzliche Feder mehr oder weniger angespannt ist und infolgedessen
die Reglermuffe im Vollastbereich mehr oder weniger weit verschoben wird. Die Erhöhung
der Einspritzmenge im Volllastbereich ist um so größer, je höher die Drehzahl eingestellt
ist. Die größtmögliche Einspritzmenge ist jedoch im Vollastbereich bei .allen am
Regler
eingestellten Drehzahlen gleich groß, wenn der Liefergrad
der Pumpe hierbei gleichbleibt, weil sie durch einen Anschlag im Reguliergestänge
bestimmt wird. Sie liegt unterhalb der Rauchgrenze, wodurch ein einwandfreier Betrieb
der Brennkraftmaschine gesichert ist.
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Gemäß der Erfindung wird es für zweckmäßig angesehen, wenn die Erhöhung
der Einspritzmenge im Vollastbereich, von jeder am Regler eingestellten Drehzahl
ausgehend, gleich groß ist, wobei diese Erhöhung der Einspritzmenge über einen größeren
Drehzahlbereich vor sich geht. Die dafür notwendige Einrichtung am Fliehkraftregler
soll so ausgebildet sein, daß die Einspritzmenge bei Normallast, wenn man von den
Einflüssen, die der Liefergrad der Einspritzpumpe ausübt, absieht, bei allen am
Regler eingestellten Drehzahlen gleich groß ist. Der Vorteil, der erreicht wird,
besteht darin, daß bei allen am Regler eingestellten Drehzahlen, von der Normallast
ausgehend, bei Überbelastung der Drehmomentanstieg gleich groß ist.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Veränderung der Einspritzmenge
im Vollastbereich bei Drehzahlverminderung, von jeder am Regler eingestellten Drehzahl
ausgehend, unter Zurücklegung desselben Hubes der Reglermuffe über einen größeren
Drehzahlbereich vor sich geht, indem durch eine besondere Gestalt der an der Reglermuffe
angreifenden Fliehgewichtshebel deren wirksame Länge bei abfallender Drehzahl im
Vollastbereich abnimmt. Dabei können zweckmäßig die Fliehgewichtshebel kurvenförmig
ausgebildet sein, derart, daß sich, wenn sie an einer geraden Fläche der Reglermuffe
anliegen, bei der Bewegung der Fliehgewichte der Abstand der Berührungspunkte der
Fliehgewichts'hebel an der Reglermuffe von den Drehpunkten der Fliehgewichtshebel
verändert.
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In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise
dargestellt.
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Die Abb. i zeigt schematisch einen Fliehkraftregler, der als Drehzahlregler
wirkt, mit Reguliergestänge und Brennstoffeinspritzpumpe für eine Fahrzeugeinspritzbrennkraftmaschine.
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Die Abb. 2 und 3 zeigen den Fliehkraftregler mit einer besonderen
Ausführung der Fliehgewichtshebel.
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Die Abb. 4 zeigt den Regelvorgang durch den Regler an einem Schaubild.
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Die Abb. 5 zeigt schematisch einen Fliehkraftregler, der als Leerlauf-
und Endregler wirkt. Die Abb. 6 zeigt das Reguliergestänge des Reglers nach Abb.
5.
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Der Fliehkraftregler nach den Abb. i bis 3 wird von einer nicht dargestellten
Einspritzbrennkraftmaschine über ein Zahnrad i angetrieben. Dieses Zahnrad steht
in fester Verbindung mit einem Halter 2 für die Fliehgewichte 3. 4 sind die Hebel
der Fliehgewichte. Die Fliehgewichte 3 und deren Hebel 4 sind im Halter 2 in Drehpunkten
5 gelagert. Die Hebel 4 liegen an einer Scheibe 6 der Reglermuffe an. Auf der einen
Seite hat die Scheibe 6 einen Zapfen 7, mit dem sie längs verschiebbar in der Nabe
8 des Zahnrades i und des Halters 2 gelagert ist. Auf der anderen Seite weist die
Scheibe 6 einen Zapfen 9 auf, auf dem ein Wälzlager io sitzt, gegen dessen äußeren
Ring i i sich ein Federteller 12 anlegt. Gegen den Federteller 12 stützen sich Reglerfedern
13 und 14 ab. Die Spannung der Reglerfedern 13 und 14 kann durch einen mit Hilfe
eines durch ein Pedal zu betätigenden Gabelhebels 15 längs verschiebbaren Federteller
16 verändert werden. Der Federteller 16 ist in einer Bohrung 17 des Reglers geführt.
Mit dem Federteller 12 ist ein Stift 18 verbunden, gegen den sich mit seinem einen
Ende ein in einem Drehpunkt i9 gelagerter doppelarmiger Hebel 20 legt, der mit seinem
anderen Ende an der Regelstange 21 der Brennstoffeinspritzpumpe 22 *ngreift. Beim
dargestellten Fliehkraftregler entspricht eine Verschiebung der Regelstange 21 nach
links einer Verminderung und eine Verschiebung nach rechts einer Erhöhung der Einspritzmenge.
Die Regelstange 21 trägt einen einstellbaren Ring 23 zur Begrenzung der größtmöglichen
Einspritzmenge. Der Ring 23 legt sich in der Stellung der Regelstange 21 für die
größtmögliche Einspritzmenge gegen die Seitenwand 24 der Einspritzpumpe 22 an. Zwecks
Abstimmung des Reglergestänges aufeinander trägt der Stift 18 eine Einstellmutter
25, die durch eine Gegenmutter 26 festgestellt werden kann.
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Die Hebel 4 des Fliehkraftreglers weisen die Besonderheit auf, daß
sich bei ihnen der Abstand der Berührungspunkte an der Reglermuffe von den Drehpunkten
5 bei derBewegung derFliehgewichte3 ändert. In Abb. i befinden sich die Fliehgewichte
3 in der Stellung für die größtmögliche Einspritzmenge. Die Scheibe 6 bietet den
Hebeln 4 als Anlage eine gerade Fläche 27. Die Hebel 4 berühren diese gerade Fläche
27 an den Punkten 28. Sie sind so ausgebildet, daß sich ihre wirksame Länge bei
der Bewegung der Fliehgewichte nach außen verändert, und zwar wird ihre wirksame
Länge bei der Bewegung der Fliehgewichte 3 nach außen größer. Dementsprechend nimmt
ihre wirksame Länge bei der Bewegung der Fliehgewichte von außen nach innen ab.
In der in Abb. i gezeigten Stellung der Fliehgewichte 3 stehen deren Hebel 4 zur
Fläche 27 in einem Winkel, dessen Scheitel im Berührungspunkt 28 liegt. Bei der
Bewegung der Fliehgewichtenach außen wird der Winkel allmählich kleiner, bis sich
die Hebel 4 auf ihrer ganzen Länge gegen die Fläche 27 anlegen. Bei der Weiterbewegung
der Fliehgewichte 3 nach außen fangen die Hebel 4 wieder an, mit der Fläche 27 einen
Winkel zu bilden, der jedoch zu dem vorher gebildeten Winkel umgekehrt liegt. Der
Scheitelpunkt dieses Winkels wird gebildet von den Enden 29 der Hebel 4 und der
Fläche 27 der Scheibe 6. Die Hebel 4 berühren dann also die Fläche 27 mit ihren
Enden 29. Die wirksame Länge der Hebel 4 ist somit um den Abstand der Punkte 28
vom Ende der Hebel 29 gewachsen, was einer Abnahme der wirksamen Länge der Hebel
4 um dasselbe Maß bei der Bewegung der Fliehgewichte nach innen entspricht.
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Die durch die besondere Ausbildung der Hebel.4 der Fliehgewichte 3
erzielte Wirkung wird im folgenden
an Hand des Schaubildes nach
Abb. 4 erläutert, bei (lern in waagerechter Richtung die Drehzahlen der Brennkraftmaschine
und in senkrechter Richtung deren Drehmomente aufgetragen sind.
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1?s sei angenommen, daß sich die Brennkraftmaschine in Ruhe befindet
und die Reglerfedern 13 und 14 mit Hilfe des Hebels 15 auf eine Spannung
eingestellt sind, die einer Drehzahl der Brennkraftmaschine von 3000 U/min.
entspricht. In diesem Zustand der Brennkraftmaschine drücken die Reglerfedern
13 und 14 die Reglermuffe in ihre äußerste linke Endlage. Die Regelstange
21 steht dann, weil sie in bekannter `'eise unter der Wirkung einer in der Brennstoffeinspritzpumpe
angeordneten Rückführfeder steht, in der Stellung für die größtmögliche 1?iiisl)ritznieiige,
in der der Ring 23 an der Seitenwand 24 der 13rennstoffeinspritzpumpe 22 anliegt.
Wird die Brennkraftmaschine nunmehr angelassen, so wird ihre Drehzahl infolge der
Einstellung der größtmöglichen Einspritzmenge allmählich steigen. Dabei wächst ebenfalls
die auf die Flieligew iclite 3 wirkende Zentrifugalkraft. Erreicht die Zentrifugalkraft
den Wert, der durch die Federspannung in der Endlage der Reglermuffe und die -zugehörige
Stellung der Hebel 4 bestimmt wird, dann bewegen sich die Fliehgewichte nach außen
und verschieben über ihre Hebel 4 die Reglermuffe nach rechts, wodurch über den
Doppelhebel 2o die Regelstange 21 der Brennstoff einspritzpumpe im Sinne einer Verminderung
der Einspritzmenge verschoben wird. Die Hebel 4 wirken auf die Reglermuffe 6 zunächst
mit ihrem kleinsten Hebelarm, und zwar so lange, bis sich die Hebel 4 auf ihrer
ganzen Länge gegen die Fläche 27 der Scheibe 6 anlegen. Dabei gestaltet sich der
Verlauf des Drehmomentes der Brennkraftmaschine nach der gestrichelt gezeichneten
Linie 30 in Abb. 4. Bei weiterem Anstieg der Drehzahl der Brennkraftmaschine
bleiben die Fliehgewichte 3 und deren Hebel 4 vorerst in ihrer erreichten Stellung
stehen, bis die Zentrifugalkraft der Fliehgewichte 3 so weit angestiegen ist, daß
sie imstande sind, die Reglermuffe mit der größten Länge der Hebel 4 weiter nach
rechts zu verschieben. Währenddessen bleibt die Einspritzmenge der Brennstoffeinspritzpumpe
gleich groß, so daß sich der weitere Verlauf des Drehmomentes der Brennkraftmaschine
nach der Linie 31 in Abb. 4 gestaltet. Die Veränderung der Einspritzmenge durch
weiteres Verschieben der Reglermuffe nach rechts tritt erst ein, wenn die durch
die Spannung der Federn 13 und 14 bestimmte Drehzahl der Brennkraftmaschine von
3000 U/min. erreicht ist. Dann nämlich ist die Zentrifugalkraft der Fliehgewichte
3 so groß geworden, daß sie über ihre Hebel 4 mit deren größten Länge die Reglermuffe
6 weiter nach rechts verschieben können, womit eine erneute Verminderung der Einspritzmenge
der Brennstoffeinspritzpumpe erfolgt. Die Brennkraftmaschine 'hat damit ihren normalen
Betriebszustand bei 3000 U/min. erreicht, und ihre Regelung erfolgt für diese
Drehzahl in Abhängigkeit von ihrer Belastung entsprechend dein Ungleichförniigkeitsgrad
des Reglers nach der Linie 32 in Äbb. 4. Die Normallast der Brennkraftmaschine ist
durch den Punkt 33 im Linienzug 30-31-32 angegeben.
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Wird die Brennkraftmaschine nunmehr über die Normallast hinaus belastet,
so fällt ihre Drehzahl unter 3000 U/min. In diesem Zustand der Brennkraftmaschine
liegen die Hebel 4 mit ihrer ganzen Länge an der Fläche 27 der Scheibe 6 an. Zunächst
erfolgt noch keine Erhöhung der Einspritzmenge, daher fällt die Drehzahl der Brennkraftmaschine
weiter ab. Ihr Drehmoment ist während diesem Abfall der Drehzahl durch die Linie
31 in Abb. 4 bestimmt. Von dem Augenblick an, in dem es die Kraft der Reglerfedern
13 und 14 vermag, die Fliehkraft der Fliehgewichte 3 zu überwinden, können die Reglerfedern
13 und 14 die Reglermuffe nach links verschieben. Hierbei wirken die Fliehgewichte
3 mit der kleinsten Länge ihrer Hebel 4 auf die Reglermuffe, wodurch sich das Gleichgewicht
zwischen der Zentrifugalkraft der Fliehgewichte 3 und der Spannung der Federn 13
und 14 wieder einstellt. Bei weiterer Verminderung der Drehzahl der .Brennkraftmaschine
verschieben die Reglerfedern 13 und 14 die Reglermuffe noch mehr nach links, bis
die Fliehgewichte 3 und ihre Hebel 4 die in Abb. i eingezeichnete Stellung erreicht
haben. Dabei erhöht sich die Einspritzmenge der Brennstoffeinspritzpumpe und somit
das Drehmoment nach der Linie 30 in Abb. 4 bis zum Punkt 35. Die Erhöhung
der Einspritzmenge, von der Normallast ausgehend bis zur Höchstlast, geschieht,
von jeder am Regler eingestellten Drehzahl ausgehend, unter Zurücklegung desselben
Hubes der Reglermuffe. Die Erhöhung der Einspritzmenge erfolgt nämlich immer bei
gleichbleibender Verminderung der wirksamen Länge der Hebel 4 der Fliehgewichte
3. Dabei verläuft das Drehmoment von jeder am Regler eingestellten Drehzahl nach
der Tendenz der Linien 30 und 31 in Abb. 4.
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Der Verlauf des Drehmomentes der Brennkraftmaschine nach den Linien
30 und 31 in Abb. 4 ist jedoch nicht so, wie man ihn sich bei der Erhöhung
der Einspritzmenge im Vollastbereich eigentlich wünscht. Der wünschenswerte Verlauf
des Drehmomentes ist durch die Linie 34 in Abb. 4 angegeben. Einen solchen Verlauf
erreicht man auf einfache Weise dadurch, daß man die Fliehgewichtshebel 4, wie in
den Abb. 2 und 3 dargestellt ist, kurvenförmig ausbildet. Die Kurvenform der Hebel
4 der Fliehgewichte ist mit 36 bezeichnet. Sie hat die Wirkung, daß die wirksame
Länge der Hebel 4 der Fliehgewichte 3 nicht, wie bei der in Abb. 1 gezeichneten
Form der Fliehgewichtshebel 4, plötzlich zwischen der größten und der kleinsten
Länge wechselt. Die wirksame Länge der Fliehgewichtshebel verändert sich durch die
Kurvenform 36 allmählich. Auf diese Weise wird erreicht, daß sich das Drehmoment,
wenn die Belastung der Maschine über die Normallast hinaus steigt, durch eine sofort
eintretende Vergrößerung der Einspritzmenge nach der Linie 34 in Abb. 4 vergrößert.
Daraus ist zu ersehen, daß, wenn die in den Abb. 1 und 2 gezeichnete Stellung der
Hebel 4 mit dem
durch den Punkt 35 in Abb. 4 gekennzeichneten Betriebszustand
der Brennkraftmaschine zusammenfällt, die erzielbare Erhöhung des Drehmomentes 1#om
Punkt 33 auf den Punkt 35 im wesentlichen durch die Erhebung der Kurvenbahn 36 und
die den Punkten 33 und 35 zugeordneten Drehzahlen durch die Größe und das Verhältnis
der durch die Punkte 28 und 29 gekennzeichneten wirksamen Längen der Hebel 4 bestimmt
werden. Es ist selbstverständlich, daß es auch möglich ist, bei der Ausführung der
Hebel 4 nach Abb. i die Fläche 27 der Scheibe 6 kurvenförmig auszubilden, um die
gleiche Wirkung des Reglers nach den Abb. 2 und 3 zu erzielen.
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Die Erfindung kann mit allen Vorteilen auch bei einem als Leerlauf-
und Endregler wirkenden Regler angewandt werden. Soweit ein solcher sich von dem
Drehzahlregler nach den Abb. i bis 3 unterscheidet, ist er in den Abb: 5 und 6 dargestellt.
Er hat ebenfalls zwei Federn, die mit 37 und 38 bezeichnet sind. Die Feder 37 dient
für die Leerlaufregelung und die Feder 38 für die Endregelung. Die Leerlauffeder
37 stützt sich gegen einen feststehenden Federteller 39 ab. Die Feder 38 für die
Endregelung stützt sich gegen einen Federteller 4o ab. Der Federteller 40 ist mit
einer Hülse 41 verbunden, die auf dem Federteller 42 verschiebbar ist. Die Hülse
41 greift mit einer Krempe 43 hinter den Federteller 42 der Reglermuffe. In der
gezeichneten Stellung, die der Stellung des Reglers für die größtmögliche Einspritzmenge
entspricht, hat der Federteller 40 vom Federteller 39 einen Abstand, so daß der
Federteller 42 nur durch die Leerlauffeder 37 belastet ist. Das Reguliergestänge
ist so ausgeführt, daß die Regglstange 21 der Brennstoffeinspritzpumpe sowohl vom
Regler als auch durch ein Pedal 44 verschoben werden kann. An der Regelstange 21
greift ein doppelarmiger Hebel 45 an. Mit dem einen Ende 46 des doppelarmigen Hebels
45 ist über eine Stange 47 ein Pedal 44, und mit dem anderen Ende 48 des doppelarmigen
Hebels 45 ist über eine Stange 49 der doppelarmige Hebel 5o verbunden, auf den die
Reglermuffe wirkt. Der Regler regelt mit dem kürzesten Hebelarm seiner Fliehgewichtshebel
4 gegen die Spannung der Feder 37 die durch diese Spannung bestimmte Leerlaufdrehzahl
der Einspritzbrennkraftmaschine. Steigt diese Drehzahl durch .die Betätigung des
Pedals 44 an, so schlagen die Fliehgewichte 3 aus. Der Federteller 40 kommt dabei
gegen den Federteller 39 zur Anlage. Steigt die Drehzahl der Einspritzbrennkraftmaschine
durch Betätigung des Pedals bis über den durch den Punkt 35 in Abb. 4 bestimmten
Betriebszustand, so wird die Feder 38 bis zur Erreichung der Höchstdrehzahl zusammengedrückt.
Für diese Drehzahl verhält sich der Regler in bezug auf die Erhöhung der Einspritzmenge
im Vollastbereich bei einer Drehzahlverminderung so wie der Regler nach, den Abb.
i bis 3.