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Gemischregler für Otto-Einspritzmotoren Bei Otta-Einspritzmotoren
ist es notwendig, durch Beeinflussen der Drosselklappe und der Regelstange der Kraftstoffeinspritzpumpe
ein bestimmtes und innerhalb .der Zündgrenzen liegendes Brennstoff-Luft-Gemisch
einzustellen. Hierbei wird üblicherweise die Drosselklappe durch Handhebel oder
Fußpedal je nach der erforderlichen Leistung eingestellt, und Aufgabe eines Gemischreglers
ist es, die Regelstange der Brennstoffeinspritzpumpe je nach dem günstigsten Mischungsverhältnis
einzustellen.
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Falls nicht die,`Drosselklapp,e, sondern die R.egelstange der Einspritzpumpe
von Hand oder Fuß verstellt werden soll, muß umgekehrt der Gemischregler die Drosselklappe
so, einstellen, daß die Luftmenge der Brennstoffmenge. entspricht.
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Bei derartigen Gemischreglern ist, es bekannt, den Unterdruck in der
Saugleitung und die verschiedenartige, Stellung der Drosselklappe. für die Einstellung
der Einspritizpumpe zu benutzen. Hierbei ist .dann das Gestänge der Regelstange
der Brennstoffpumpe mit :der Drosselklappe über ein nachgiebiges Zwischenglied derart
verbunden, däß beim Regeln. auf höhere Leistung die Bewegung .der Drosselklappe
der Bewegung des Brennstoffpumpenhebels nacheilt, sodaßwährend,derBeschleunigungsperio,de
eine vorübergehende Anreicherung des Gemisches stattfindet. Dieses bekannte Regelverfahren
genügt jedoch allen vorkommenden Betriebszustünden des Einspritzmotors noch nicht,
da bei ihm neben der Drosselklappenstellung nur ein, Berücksichtigen des jeweiligen
Unterdruckes möglich ist.
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Die Erfindung schafft einen Gemischregler für Otto-Einspritzmo@taren,
bei dem die Regelstange der Einspritzpumpe in Abhängigkeit von der Stellung der
Drosselklappe oder umgekehrt die Drosselklappe in Abhängigkeit von der Stellung
der
Pumpenregelstange und unter dem Einfluß eines an die. Motorsaugleitung
angeschlossenen, Druckmessers verstellt wird, und ,das Neue besteht darin, daß eine
nach verschiedenen Richtungen: bewegbare Steuerfläche an .den Druckmesser und an
:die Drosselklappe, bzw. an die Pumpenregelstange angeschlossen ist. Hiermit wird
gegenüber .dem Bekannten der Druckmesser nicht unmittelbar zum Einstellen der Pumpenregelstange
benutzt, sondern es ist ein zusätzliches Organ in die Verstelleinrichtung eingeschaltet,
,das die Gemischregelung wesentlich elastischer macht, so, daß sich sämtliche, beim
Motor auftretendenBelastungszustände, Drehzahlen und Luftgeschwindigkeiten im Ansaugrohr
berücksichtigen lassen.
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Nach der Erfindung ist .dabei vorgesehen, daß die Steuerfläche auf
.dem Mantel eines drehbar und axial verschieblichen Zylinders angebracht ist. Damit
wird in einfacher Weise eine Verstellung -der Steuerfläche nach den zwei Hauptrichtungen
erreicht, so daß sich für die Regelstange bzw. .die Drosselklappe eine Vielzahl
von Einstellmöglichkeiten ergibt.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Steuerfläche
als nach zwei Richtungen bewegliches Schieberglied ausgebildet, das ebenfalls die
verschiedensten Einstellungsmöglichkeiten für Drosselklappe oder Regelstange bietet.
Nach,der Erfindung ist weiterhin die Einrichtung so getroffen, :daß mit der Steuerfläche
ein Taster zusammenarbeitet, der mit der Pumpenregelstange oder mit :dem Drosselklappengestänge
in Verbindung steht. Dieses Fühlorgan läßt sich in besonders einfacher Weise von
jedem Punkt der Steueroberfläche beeinflussen, ohne @daß bei langer Betriebsdauer
zwischen beiden, Teilen ein die Regelung ungünstig beeinflussender Verschleiß entsteht.
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Eine weitere wertvolle Ausgestaltung der Erfindung besteht darin,
da,ß der mit der Ansaugleitung verbundene Druckmesser eine Luftansaugmündung aufweist,
deren Querschnitt durch einen von der Drehzahl des Motors beeinflußten Regler einstellbar
ist. Durch :diese Ausgestaltung wird erreicht, daß bei sehr hohen Drehzahlen, bei
denen, ,durch bestimmte Vorgänge in der Ansaugleitung hervorgerufen, der Unterdruck
denselben Wert aufweist wie bei geringen Drehzahlen, die Brennstoffmenge entsprechend
der Maschinendrehzahl eingestellt wird.
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Die Erfindung -umfaßt noch eine Reihe weiterer wertvoller Einzelheiten,
die später näher beschrieben sind.
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Die Zeichnung veranschaulicht .die Erfindung an mehreren Ausführung-sbeispielen,
und zwar zeigt Abb. i Seitenansicht eines Fahrzeugmotors mit Gemischregler, Abb.
2 Oberansicht zur Abb, i, Abb. 3 Kurve des Ansaugunterdruckes in Ab-
hängigkeit
von der Maschinendrehzahl, Abh. 4 und 5 Seitenansicht und Oberansicht einer weiteren
Ausführungsform der Steuereinrichtung, Abb..6 Seitenansicht des Druckmessers in
Schnittdarstellung,' Abb. 7 - Seitenansicht eines Fahrzeugmotors reit gegenüber
der Abb. i geänderter Ausführungsform.
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In :den Abb, i und 2 ist ein Fahrzeugmotor i mit einer Luftansaugleitung
2, einer Dro,ssellcl.appe 3 und einer Kraftstoffpumpe4versehen. Die I-Peistung des
Motors wird durch Verstellung der Drosselklappe: 3 über ein Gestänge 5 vom Handgriff
6 aus eingestellt. Zum Gemischregler gehört ein Zylinder 7, dessen Kolben &
durch eine Druckfeder 9 belastet ist. Der Boden des Zylinders 7 ist über eine Leitung
io, mit einem hinter der Drosselklappe 3 liegenden Teil der Saugleitung z verbunden.
Die Leitung io mündet in den Zylinder 7 über eine Düse ii ein, .deren Durchmesser
verhältnismäßig weit gehalten, ist. Je größer der Unterdruck in der Saugleitung
2 ist, um so, tiefer stellt sich der Kolben 8 ein. Zylinder 7 mit Kolben 8 bilden
demnach einen Druckmesser. Der Kolben $ trägt eine Stange i2, die mit einem Bund
13 versehen ist und sich in einer Achse 14 fortsetzt. Auf der Achse 14 sitzt ein
Teller 15, auf dem eine Steuerfläche 16 :befestigt ist. Die Teile 15 und 16 sind
auf der Achse 14 frei drehbar, nicht aber längs verschieblich. Aus dem Teller 15
ragt ein Hebelarm 17, der über ein Kugelgelenk i 8 und über eine Stange i9: mit
einem Kugelgelenk 2o verbunden ist, daß am Handhebel 6 sitzt. Wird. der Handhebel
6 bewegt, so, dreht sich der aus den Teilen 15 und 16 bestehende Körper um die Achse
14. Bewegt sich der Kolbens 8 aufwärts oder abwärts, so hebt und senkt sich der
Körper 15, 16, wobei er durch dieverhältnismäßig lange Stange i9 an dieser Bewegung
nicht gehindert ist. Aus der Kraftstoffpumpe 4 ragt eine Regelstange 21 heraus,
deren anderes Ende 22 unter dem Einfluß einer Druckfeder 23 steht, so daß das als
Fühler dienende Ende 21 auf die Steuerfläche 16. mit mäßiger Kraft angedrückt wird,.
Die Steuerfläche 16 bestimmt also die Stellung der Regelstange 2-i, 2.2 und damit
die Einspritzmenge. Die Steuerfläche ist ,so geformt, daß zu jedem Betriebszustand
die richtige- Regelstangenstellung eingestellt wird. Wird beispielsweise die Drosselklappe
3 vom Handhebel 6 mehr geschlossen, so wird .durch .die Stange 1,9 die Steuerfläche
16 gedreht, und zwar in. .diesem Fall im allgemeinen so; daß die Regelstange 21
sich auf kleine Füllung einstellt. Je nach der Drehzahl des Motors verändert sich
der Unterdruck in der Saugleitung und hebt oder senkt mit Hilfe des Kolbens 8 die
Steuerfläche i6; :die dadurch der Regelstange 2@i eine weitere Korrektur gibt. Die
Steuerfläche 16 stellt also zu jedem Betriebszustand mit großer Genauigkeit die
richtige Regelstangenstellung ein.
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Für viele Zwecke genügt die Regelvorrichtung in der bisher beschriebenen
Form. In bestimmten Fällen aber muß sie noch durch weitere Einrichtungen ergänzt
werden, und zwar für folgenden Fall: Bei bestimmter Stellung der Dr.osselklap@p,e
3, beispielsweise in ganz geöffneter, kann es vorkommen, daß der .Unterdruck in
der Saugleitung bei zwei verschiedenen Drehzahlen des Motors der gleiche ist. Wie
aus Abb. 3 ersichtlich, kann bei festgehaltener Drosselklappe der Unterdruck in,der
Saugleitung den dort dargestellten Verlauf aufweisen.
Im Drehzahlbereich
von n. = o bis etwa n = 3000 steigt im Saugrohr 2 der Unterdruck, da in, diesem
Bereich der Motor mit zunehmender Drehzahl mehr Luft ansaugt.
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Im Bereich von etwa n = 300o bis n = 4,ooo bleibt der Unterdruck
aber fast unverändert. Dies rührt .davon her, daß infolge von bestimmten Vorgängen
in den. Ventilen und in. der Siaugleitung bei dieser hohen Drehzahl die Luftaufnahme
des Motors und damit die Luftgeschwindigkeit im Saugrohr ziemlich gleich bleibt.
Bei über n = 400o hinausgehender Drehzahl nimmt in diesem Beispiel die vom Motor
aufgenommene Luftmenge sogar wieder ab und damit auch die Luftgeschwindigkeit und
der Unterdruck.
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Ein Gemischregler der bisher beschriebenen: Bauweise wird nun im Fall
A und B der Abb-. 3, also bei n = 240o und. n. = 4400, dieselbe Regelstangenstellung
einstellen, weil ja der Unterdruck im Punkt A und im Punkt Bderselbe . ist
und voraussetzungsmäßig auch die Drosselklappe in ein und derselben Lage festgehalten.
wurde.
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Diese gleichmäßige Einstellung in beiden Fällen ist aber falsch, denn
die in beiden Fällen: gleiche Luftmenge verteilt sich bei Punkt B auf eine größere
Anzahl von Ansaughüben als im Fall A, da der Motor schneller läuft. Die Luftladung
eines einzelnen Zylinders ist im Fall B also kleiner als im Fall A, und der
Zylinder verträgt im Fall B .deshalb auch weniger Kraftstoff als im Fall
A. Abgesehen davon ändert sich auch der Liefergrad der Kraftstoffpumpe, vYenn die
Drehzahl von A auf B
ansteigt. Infolgedessen muß dem Regler in solchen Fällen
ein Mittel verliehen, werden, damit er den Betriebszustand B vom Betriebszustand
A unterscheiden kann. Dies geschieht mit der nachfolgend beschriebenen. zusätzlichen
Einrichtung nach den Abb. i und 2.
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Indem unteren Teil des Zylinders 7 mündet wie bisher die Leitung io
über die Düse i i, die nun einen bestimmten. kleinen Durchmesser aufweist. Ferner
ist der untere Teil des Zylinders 7 durch eine Leitung 24. mit einer Saugmündung
:z5 verbunden. Vom Motor i wird über Zahnräder oder ähnliche Mittel ein Fliehkraftregler
26 angetrieben, dessen Fliehkraftgewichte bei verschiedenen. Drehzahlen verschieden,
weit ausschlagen, wodurch eine Nadel 27 axial verschoben wird und die Ansaugmündung
25 drosselt. Bei steigender Drehzahl wird infolge auseinandergehender Fliehkraftgewichte,die
Nadel nach links verschoben., die Drosselwirkung also verstärkt, d. h. .die Drosselung
bei 2@5 ist also bei kleinen Drehzahlen ,gering, bei großen stark.
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Im unteren, Teil des Zylinders 7 wird der Unterdruck, der von: der
Rohrleitung io aus erzeugt wird, bei niederen Drehzahlen durch Einströmen vonLuft
durch die Leitung 24. vermindert. Der Kolben 8 wird infolge geringeren Überdrucks
höher stehen, als dies beim Fehlen der Leitung 24 der Fall wäre. Mit zunehmender
Drehzahl aber und stärkerer Drosselung an, der Ansaugmündung 25 wird die Störung,des
Unterdrucks im unteren Teil des Zylinders 7 schwächer werden, um von einer bestimmten
Drehzahl an ganz aufzuhören. Bei höherer Drehzahl steht daher der Kolben; 8 im allgemeinen
tiefer als bei niederen Drehzahlen.; der Regler kann also die Zustände A und B der
Abb-. 3 unterscheiden,. Durch richtige Abstimmung der Ansaugmündung 25, des Drehzahlreglers
26, der Nadel 27 und der Düse i i wird .das Maß der Unterdruckbeeinflussung eingestellt.
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Die Ausführungsform der bisher geschilderten Anordnung kann in verschiedener
Weise abgewandelt werden., wie dies in Abb. 4 und, 5 dargestellt ist. An Stelle
der Kolbenstange 12 der Abb. i tritt eine Kolbenstange28 mit quadratischem Querschnitt,
die am oberen Ende des Zylinders in einer ebenfalls quadratischen Führung 29 des
Zylinders 7 auf und ab gleitet, sich aber nicht drehen kann. An ihr ist ein Rahmen'
3o befestigt, der in einer schwal.benschwanzförmigen Nut eine Tafel 31 trägt. Die
Tafel 31 wird von der Stange 19 unter Zwischenschaltung eines Kugelgelenkes 32 hin
und her bewegt. Auf der Tafel 31 ist eine Steuerfläche 33 an'ge'bracht, auf ,der
ein: Arm 34 eines bei 35 drehbaren: Hebels aufliegt. Der Hebel liegt mit einem anderen
Arm 36 an der Regelstange 21 der Einspvitzpump,e 4; das andere Ende 22 der Regelstange
steht unter .dem Druck einer Feder 23. Wenn sich die Tafel 31 bei Bewegungen der
Kolbenstange :28 auf und ab und bei Bewegungen der Stange' ig nach rechts und _links_
verschiebt, so werden die Unebenheiten der Steuerfläche eine entsprechende Bewegung
der Regelstange@ 2.1, 22 bewirken.
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Eine Abwandlung des Zylinders 7 der Abb. i .ist in Abb. 6 dargestellt.
Auf einer Grundplatte 37 sitzt luftdicht mit ihr verbunden ein Balg 3,8 aus Leder,
Gummi oder Metall. Das obere, Ende des Balges sitzt luftdicht an einer kolbenförmigen
Scheibe 39. Die Scheibe 39 trägt die Kolbenstange i2, den Bund 13 und die Achse
14 mach Abb. i. Die Feder 9 drückt die Scheibe 39 nach oben. Zur Führung der Scheibe-
39 ist diese mit einer Stange 40 versehen, die in einem auf der Grundplatte 37 befestigten,
Rohr 41 gleiten kann,. Das Innere des Balges ist durch das Rohr 1o über die Düse
i i mit der Saugleitung 2 und durch die Leitung 24 mit dem Flichkraftregler 26 der
Abb. i verbunden. Die Wirkungsweise des Balges ist dieselbe wie die des Zylinders
7 in Abb. i, d. h. je größer der Unterdruck im Saugrohr :2 ist, eine um so tiefere
Stellung nimmt die Scheibe 39 samt den. Teilen 12, 13 und 14 ein.
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Bei den in Abb. i, 2 und 7 dargestellten Ausführungsformen wird die
Steuerfläche 16 bzw. 33 vom Handhebel 6 über die Stange ig gedreht, vom Druckmesser
dagegen .axial verschoben. Grundsätzlich ist auch die umgekehrte Anordnung möglich,
bei welcher die Steuerfläche von der Stange ig axial verschoben und von der Stange
12 des Druckmessers gedreht wird.
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In Abb. 7 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem von, Hand
oder durch das Fußpedal nicht die Drosselklappe, sondern ,die Regelstange 22 der
Kraftstoffpumpe verstellt wird. Durch einen Handhebel 42, der bei 43 drehbar gelagert
ist, wird die
Regelstange22 der Kraftstoffpumpe4 verstellt. Von
einem an einem Arm 44 des Hebels 42 vorgesehenen Kugelgelenk 45 führt eine Stange
46 zu dem Kugelgelenk 18 des Tellers 15. Die Teile 15, 17 und 18 haben die gleichen
Aufgaben: wie in Abb. 1. Wird der Handhebel 42 bewegt, so verstellt er damit die
Regelstange 22 und dreht die Steuerfläche 16. Damit bewegt sich aber auch das auf
den. Unebenheiter der Steuerfläche 16 gleitende abgerundete Ende einer Stange 47,
,die über einen Winkelhebel 48 und eine Stange 49 auf die Drosselklappe 3 einwirkt.
Eine Zugfeder 5o drückt das abgerundete Ende der Stange 47, die bei 51 geführt ist,
gegen die Steuerfläche 16. Die Stellung der Drosselklappe 3 ist also bedingt einerseits
durch den Unter-.druck in .der Saugleitung, da dieser genau wie in Abb. 1 über eine
Rohrleitung zoi auf den Kolben 8 einwirkt und damit die Steuerfläche hebt und lenkt
und andererseits durch .die Stellung :des Handhebels 4a; da dieser die Steuerfläche
.dreht. In Abb,, 7 wird daher durch Betätigen der Regelstange 22 die Einspritzmenge
vorgeschrieben, und :der Gemischregler gibt mit Hilfe .der Steuerfläche 16 und durch
Einstellung der Drosselflappe 3 die .dazu passende Luftmenge. Am Motor 1 kann genau
wie in Ab@b. 1 ein Fliehkraftregler angebracht sein, der über eine Leitung den Druckmesser
beeinflußt.