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Selbsttätige, in Abhängigkeit vom Druck in der Einlaßleitung wirkende
Regeleinrichtung für die Brennstoffmenge von Einspritzbrennkraftmaschinen mit großer
Ventilzeitüberschneidung Bei Maschinen mit großer Überschneidung der Auslaß- und
Einlaßperiode hat man dieBeobachtung gemacht, daß im Leerlauf bei niedrigen Drehzahlen
infolge der verhältnismäßig langen Zeit, die zwischen dem Einlaßbeginn und dem Auslaßende
vorhanden ist, ein Teil der Abgase über das noch geöffnete Auslaßventil in den Zylinder
zurückgedrückt und dadurch der Druck im Zylinder sowie in der Einlaßleitung zusätzlich
erhöht wird. Wird nun der Druck in der Einlaßleitung dazu benutzt, die in den Zylinder
einzuspritzende Brennstoffmenge zu regeln, indem bei Erhöhung des Druckes, welcher
normalerweise auch einer Vergrößerung der im Zylinder befindlichen Frischluftmenge
entspricht, auch die Brennstoffmenge vergrößert wird, so würde der sich im Leerlauf
erhöhende Druck in der Einlaßleitung ebenfalls im Sinne einer Vergrößerung der Brennstoffmenge
wirken.
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Die Erfindung beseitigt diese unerwünschte Wirkung -der Regelung der
Brennstoffmenge in Abhängigkeit vom Druck in der Einlaßleitung, indem das Regelgestänge
für die Brennstoffmenge eine zusätzliche Korrektur im Sinne einer Brennstoffverminderung
im Leerlauf erfährt. Zu diesem Zweck greift das Gestänge, welches das Ladedruckmeßglie-d
mit dem Regelglied der Einspritzpumpe verbindet,
an einem zum Verstellhebel
für die die Leistung einstellende Regeldrossel führenden Gestänge an, in welchem
eine Leerlaufschleife und ein .Anschlag derart angeordnet sind, daß bei Leerlaufeinstellung
des Leistungswählhebels unmittelbar von diesem aus über die genannten Gestänge das
Regelglied der Einspritzpumpe im Sinne einer Verringerung der Einspritzmenge verstelltwird,
dagegen die unmittelbare Einwirkung ,des Leistungswählhebels ausgeschaltet wird,
sobald dieser beim Verstellen von der Leerlauf- in die Vollaststellung eine bestimmte
Zwischenstellung überschreitet. Der Eingriff des Leistungswählhebels in das Regelgestänge
der Einspritzpumpe erfolgt unmittelbar dadurch, daß das Gestänge des Leistungswählhebels
an einem frei schwingenden Lenker des das Ladedruckmeßglied mit dem Regelglied der
Einspritzpumpe verbindenden Gestänges angreift, oder es erfolgt der unmittelbare
Eingriff des Leistungswählhebels in das Regelgestänge der Einspritzpumpe dadurch,
daß durch das Gestänge des Leistungswählhebels das Ladedruckmeßgerät selbst verstellt
wird.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i eine Anordnung, bei welcher das Regelgestänge
für die zusätzliche Verringerung der Brennstoffmenge im Leerlauf an das Gestänge
angeschlossen ist, das die auf den Druck in der Einlaßleitung ansprechende Regeldose
mit dem Regelglied der Einspritzpumpe verbindet, .
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Abb. 2 eine Anordnung, bei welcher das Regelgestänge für die zusätzliche
Verringerung der Brennstoffmenge eine Verschiebung der das Regelglied der Einspritzpumpe
beeinflussenden Regeldose bewirkt, und Abb. 3 eine Anordnung, bei welcher die zusätzliche
Verringerung der Brennstoffmenge durch ein Regelglied bewirkt wird, das gleichzeitig
die Regelung eines Aufladedruckreglers beeinflußt.
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In allen drei Abbildungen bezeichnen: i die Brennkraftmaschine mit
der Einlaßleitung io und den.Einlaßventilen i 1, 2 das Aufladegebläse, 6 eine vor
dem Gebläse angeordnete Drosselklappe, welche durch einen automatischen Aufla.deregler
7 verstellt wird. Außerdem zweigt vom Ansaugerohr io eine Leitung 12 nach einer
Feiderdose 14 ab, die z. B. in einem mit der Außenluft in Verbbindung stehenden
Reglergehäuse 15 untergebracht ist. An dem frei beweglichen Stirnende der Federdose
14 ist ein Lenker 28 befestigt, und dieser steht über einen weiteren Lenker 29 mit
einem doppelarmigem Hebel 30 in Verbindung, der an der üblichen Reglerstange
31 einer Brennstoffeinspritzpumpe 4 angreift.
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Hinter dem Gebläse 2 ist in,der Einlaßleitung io der Brennkraftmaschine
eine Drosselklappe 33 vorgesehen, die über ein Gestänge 35 durch einen Handhebel
34, 36 gesteuert wird. Die Einstellung dieses Hebels wird jeweils durch eine Rastenschiene
41 arretiert. Außerdem ist mittels einer Schlitzführung 42 am Hebel 34 eine weitere
Stange 43 angelenkt. Die Stange 43 steht unter dem Einfluß einer Feder 44 und beeinflußt
einen doppelarmigen Hebel 45. Der Schwenkbereich des Hebels 45 ist durch einen Anschlag
46 begrenzt, und außerdem steht dieser Hebel mit einer Schubstange 47 in Verbindung,
die wiederum am Lenker 28 im Reglergehäuse 15 angreift, und zwar zwischen dem Anlenkpunkt
der Stange 29 und dem Schwenkpunkt des Lenkers 28 an der Federdose 14.
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Die Wirkungsweise der geschilderten Anordnung ist folgende: Die Brennstoffeinspritzpumpe4ist
über das Gestänge 31, 30, 29, 28, 47, 45 unter der Wirkung von Dose 14 und Feder
44 derart eingestellt, daß sie dann, wenn die Feder 44,die Stange 45 gegen den Anschlag46
zieht und die Dose 14 im zusammengezogenen Zustand ihre kleinste Ausdehnung hat,
bei einer noch über dem Leerlauf liegenden und einer geringen Belastung entsprechenden
übergangsdrehzahl gerade noch so viel Brennstoff liefert, @daß entsprechend dem
Verhältnis der zuströmenden Aufladeluft kein mageres Gemisch in den Zylindern der
Brennkraftmaschine zustände kommt.
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Verschwenkt man den Hebelarm 34, 36 entgegen ,dem Uhrzeigersinn, so
öffnet sich die Drosselklappe 33, und es steigt der Druck im Ansaugerohr io. Dementsprechend
steigt auch der Druck in der Leitung i2 und in der Dose 14, die sich daraufhin ausdehnt.
Der Hebelarm 28 schwenkt im Uhrzeigersinn um seinen Anlenkpunkt an der Stange 47
und zieht .die Stange 29 nach rechts. Die Stange 29 verschwenkt den doppelarmigen
Hebel 30 entgegen dem Uhrzeigersinn, und dieser schiebt die Regelstange 31
weiter in die Pumpet 4 hinein mit der Folge, d.aß die Einspritzmenge steigt. In
sinngemäßer Umkehrung hat eine Verkürzung der Regeldose eine Verringerung der Einspritzmenge
zur Folge. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn sich die Drehzahl der Maschine im
Übergangsbereich der Leerlaufdrehzahl nähert.
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Wie bereits eingangs erwähnt, tritt nun bei Brennkraftmaschinen mit
großer Überdeckung zwischen Auslaßende und Einlaßbeginn im Ansaugerohr io vor den
Ventilen i i die eigenartige Erscheinung auf, ,daß mit weiterem Abfall der Drehzahl
auf die Leerlaufdrehzahl trotz der fortschreitenden Schließbewegung der Drosseilklappe
33 der Druck wieder ansteigt und sich dem Atmosphärendruck nähert. Um nun zu verhindern,
dä.ß die Regeldose 14 entsprechend dem Druckanstieg in der Leitung 12 und in der
Dose i4 die Einspritzpumpe auf eine über den Leerlaufbedarf hinausgehende Einspritzmenge
einstellt und das Aufladegemisch zu fett wird, erfolgt die Einstellung der Pumpe
4 im Leerlaufbereich mechanisch, indem man den Hebel 34, 36, im Uhrzeigersinn in
seine äußerste Endstellung nach rechts verschwenkt. Dadurch wird mittels der Schlitzführung
42 die Stange 43 unter Anspannung der Feder 44 von ihrem ihre Übergangsstellung
sichernden Anschlag 46 abgehoben und in Leerlaufstellung gebracht, wobei die Reglerstange
31 über das Gestänge 30, 29, 47 .aus der Pumpe 4 herausgezogen wird. Auf diese Weise
wird entsprechend der Aufgäbe der Erfindung die fehlerhafte Regelwirkung der Reglerdose
im Leerlaufbereich infolge des im Ansaugerohr auftretenden Überdruckes durch die
rückströmenden Gase korrigiert. Die automatische
Regelung des Zustromes
der Gebläseluft erfolgt in Abhängigkeit von dem im Ansaugerohr vor der Drosselklappe
33 herrschenden Druck, der sich auf den automatischen Aufladeregler 7 auswirkt und
die Drosselklappe 6 beeinflußt.
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Abb. 2 zeigt eine Anwendungsform ader Erfindung, bei welcher neben
der vom Druck im Ansaugerohr abhängigen Regeleinrichtung noch ein besonderer Temperaturregler
oder ein Drehzahlregler für die Regelung der Einspritzpumpe verwendet wird. Bei
diesem ist die Dose 14 an einem axial verschiebbaren Zuleitungsrohr 16 befestigt
und zu diesem Zweck in die Leitung 12 ein biegsames Leitungsstück 13 eingeschaltet.
An dem Lenker 28 greift ferner ein Lenker 26 an, welcher von zwei Federdosen 22"
und 25 beeinflußt wird. Die Dose 25 ist für sich im Reglergehäuse 15, und zwar zwischen
dem Lenker 26 und .der Dose 22 angeordnet; und .die Dose 22 steht über eine Drosselbohrung
23 im Reglergehäuse 15 mit der Außenluft in Verbindung. Die Zuleitung 16
der Dose 14 kann über einen doppelarmigen Hebel 2o axial verschoben werden, und
dieser wird unter dem Einfluß einer Feder 2o11 gegen eine Steuerkurve 18 gezogen,
wobei das Ende des Lenkers 2o mittels einer Rolle i9 auf der Steuerkurve 18 aufliegt.
Die Steuerkurve 18 befindet sich an einem doppelarmigen Hebel 48, welcher durch
einen Wärmefühler 5o in der Ansaugeleitung vor der Leistungsregelklappe 33 angeordnet
ist. Das Reglergehäuse 15 ist in diesem Fall durch eine Leitung 32 mit dem Ansaugerohr
vor der Drosselklappe 33 für die Leistungsregelung verbunden. Der Temperaturfühler
5o kann auch hinter der Drosselklappe 33 im Ansaugerohr angeordnet sein. Als drehzahlabhängiges
Regelglied ist ferner auf der Gebläsewelle eine Saugpumpe 3, 24 vorgesehen, deren
Leitung 2 i an die Reglerdose 22 angeschlossen ist.
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Die mechanische Regeleinrichtung für den Leerlauf entspricht in ihrem
Aufbau genau der Anordnung nach Abb. i, und es ist diese in Abb. 2 mit den gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet. Es greift diel Stange 47 in diesem Ausführungsbeispiel
an den durch die Steuerkurve 18 beeinflußten Hebelarm 2o an und wirkt im
übrigen genauso, wie bei der Anordnung nach Abb. i. Natürlich muß die Feder 2o11
so stark sein, d.aß bei einer Zugwirkung des Hebels 45 an der Stange 47 die kraftschlüssige
Berührung zwischen der Rolle i9 und der Steuerkurve 18 aufrechterhalten bleibt.
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Bei einer Erwärmung der Aufladeluft bewirkt der Temperaturfühler ein
Verschwenken des Hebels 48 mit der Steuerkurve 18 für die Rolle i9 nach unten, wodurch
der Hebelarm 2o unter der Wirkung der Feder 2o11 das Zuführungsrohr 16 mit der Dose
14 nach rechts verschiebt. Dementsprechend dreht sich der Lenker 28 entgegen dem
Uhrzeigersinn und beeinflußt die Stange 29 derart, daß sich der Hebelarm
30 im Uhrzeigersinn verschwenkt und die Regelstange 31 an der Pumpe
4 derart bewegt, daß die Einspritzmenge abnimmt.
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Eine umgekehrte Wirkung im Sinne einer Zunahme der Einspritzmenge
übt eine Ausdehnung der Dose 14 auf das geschilderte Gestänge 28, 29, 30 und 31
aus, wenn der Druck im Raum io vor den Ventilen und in der Leitung 12 zunimmt.
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Im S inne einerAbnahme der Einspritzmenge wirkt .die Dose 25 auf den
Lenker 28 ein, wenn der Druck in der Leitung 32 und im Ansaugerohr vor der Drosselklappe
33 abnimmt, also die Dose 25 sich ausdehnt, oder wenn die Maschine langsamer läuft
und der Sog -der Pumpe 3, d. h. der Unterdruck in -der Leitung --i und in der Dose
22, nachläßt, also diese sich ausdehnen kann.
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Die umgekehrte Wirkung der temperaturempfindlichen und druckempfindlichen
Einrichtungen ergibt sich aus der oben dargestellten Schilderung und aus der Abbildung
von selbst.
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Der Aufladedruckregler 7 regelt automatisch in an sich bekannter Weise
den Aufladedruck und die Leistung.
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Fehlt die Drosselklappe 33 mit dem Handhebel 34, wie dies beim Ausführungsbeispiel
nach Abb. 3 der Fall ist, so tritt an deren Stelle eine von Hand zu bedienende Hebelanordnung
36, 37, welche mit dem Steuergestänge des automatischen Leistungs-oder Ladedruckreglers
7 gekuppelt ist. Es wird dann der Ladedruck vor den Ventilen unmittelbar durch den
Handhebel 36 eingestellt. Die automatische Regelung dieses von Hand eingestellten
Druckes erfölgt durch den Regler 7. Außerdem mündet die Leitung-32' in diesem Fall
vor der Drosselklappe 6 in das Ansaugerohr des Gebläses 2 ein.
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Die mechanische Regelung für die Leerlaufeinstellung .der Brennstoffpumpe
ist in diesem Fall mit dem Handhebel 36 des Aufladereglers 7 gekuppelt und wirkt
genauso, wie bei der Anordnung nach den Abb. i oder 2. In allen Fällen kann natürlich
der Anschlag 46 für die Einstellung der untersten Grenzei des automatischen Regelbereiches
einstellbar gemacht werden.
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Man kann die .auf das Regelgestänge 28 bis 3i' einwirkenden Drücke
innerhalb des Gehäuses 15 auch pneumatisch trennen, indem man z. B. das Gehäuse
15 durch eine Trennwand 39 in zwei Räume i511 und i5b unterteilt, wie in Ab'b. 3
strichliert angedeutet ist, wobei die Dosen 22 und 25 in den Raum i511 und die Dose
14 in den Raum i5b zu liegen kommen. Der Raum i5b kann dabei entweder über eine
Leitung mit dem Raum vor den Drosselklappen 33 oder 6 in Verbindung stehen, oder
es steht dieser Raum i5b über eine Öffnung mit der Außenluft in !'Verbindung, und
der Raum i511 ist über eine Abzweigung 4o der Leitung 13, 12 an den Raum
io vor den Ventilen i i angeschlossen.
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In allen Fällen unterliegt der Steuerlenker 28 für die Regelstange
3 i der Brennstoffeinspritzpumpe 4 neben -der Temperatur- und Aufladedruckregelung
einer zusätzlichen Drehzahl- und Druckregelung in der Weise, daß die Differenz der
Drücke im Raum io vor den Ventilen einerseits und der Außenluft bzw. dem Raum vor
der Drosselklappe 33 bzw. 6 andererseits auf den Lenker 28 einwirkt. Hierdurch wird
auch im Leerlauf bei großen Ventilüberschneidungen eine eindeutige Gemischregelung
erzielt.
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An Stelle der Unterdruckpumpe kann naturgemäß auch irgendeine beliebige
andere drehzahlabhängige
Einrichtung vorgesehen werden, wie überhaupt
die einzelnen Aggregateinzelglieder, u. a. auch die druck--empfindlichen Dosen,
durcheinenbeliebigen anderen, gleichsinnig wirkenden Impulsgeber ersetzt werden
kann, wobei in bezug auf die Zug- und Schubwirkung auch eine sinngemäß umgekehrte
Anordnung getroffen werden kann, wenn nur -die Endwirkung des Einflusses der Differenzregelung
gleichbleibt.
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Außerdem können die Wirkungen der einzelnen Impulsgrößen auf irgendeine
beliebige Weise in eine gegenseitige Abhängigkeit gebracht werden, derart, daß z.
B. der Einfluß der Dose 14 (also der des Differenzdruckes) erst von einer ganz gewissen
Impulsgröße ab mit zur Regelung herangezogen wird.
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Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung, wenn die überdeckung von
Auslaßende und Einlaßbeginn etwa 6o Kurbelwinkelgrade oder mehr beträgt.