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Regelvorrichtung für Einspritzbrennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft
Brennstoffeinspritzvorrichtungen für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Brennkraftmaschinen
mit Strahleinspritzung und Funkenzündung.
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Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, durch die der einer Brennkraftmaschine
zugeführte Brennstoff in Abhängigkeit von der einströmenden Luftmenge geregelt wird,
und zwar geschieht dies mittels eines Venturirohres oder einer Drosselstelle in
der Luftleitung in der Weise, daß der Druckunterschied an dieser Stelle der Luftleitung
auf eine Abmeßvorrichtung für den Brennstoff zur Wirkung gebracht wird. Bei einer
solchen Vorrichtung wird der Druckunterschied in einer barometrischen Dose wirksam
und betätigt einen Servomotor zur Verstellung der Regeleinrichtung der Brennstoffpumpe,
die den Brennstoff in abgemessenen Mengen entweder in die Ladeleitung oder in den
Zylinder einspritzt. Auf diese Steuerung hat die gelieferte Brennstoffmenge selbst
keinen Einfluß.
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Es ist auch eine Vorrichtung bekannt, bei der dieser Einfluß vorhanden
ist. Hier handelt es sich um Einspritzung des Brennstoffs in die Ladeleitung mittels
einer Pumpe, deren Lieferdruck konstant gehalten wird. Auf dem Wege zur Einspritzdüse
passiert der Brennstoff eine Abmeßvorrichtung, in der die Menge des durchfließenden
Brennstoffs von dem auf den Luftdruckunterschied am Venturirohr oder der Drosselstelle
ansprechenden Apparat geregelt wird. Zwischen dieser Abmeßvorrichtung und der Einspritzdüse
ist in die Brennstoffleitung eine Drosselstelle eingeschaltet, an der ein von der
durchfließenden Brennstoffmenge abhängiger Druckunterschied entsteht, der in einer
zweiten Membrandose als Gegenkraft gegen den Luftdruckeinfluß
zur
Wirkung gebracht wird, so daß auf die Brennstoffabmeßvorrichtung die resultierende
Kraft aus Luftdruck- und Brennstoffdruckunterschied unmittelbar einwirkt. Dieses
Ergebnis hat also die in der Brennstoffleitung vor der Drosselstelle liegende Abmeßvorrichtung
für den Brennstoff zur Voraussetzung.
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Zweck der Erfindung ist es, eine Regelvorrichtung der beschriebenen
Art, bei der eine von der gelieferten Brennstoffmenge abhängige Kraft der von der
Menge der Ladeluft abhängigen Kraft für die Brennstoffabmessung entgegenwirkt, verwendbar
zu machen für eine Maschine mit Brennstoffeinspritzung in den Zy-Iinder durch eine
Pumpe, die selbst die Brennstoffmenge abmißt, so daß die vorgenannte Abmeßvorrichtung
fortfällt.
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Die Erfindung verwendet die bekannten zwei hintereinandergeschalteten
Doppelmembrankammern, von denen die eine in ihren beiden Kammern die beiden unterschiedlichen
Luftdrücke und die andere die beiden unterschiedlichen Brennstoffdrücke in der Weise
auf die gemeinsame Reglerspindel zur Wirkung bringt, daß der resultierende Luftdruck
und der resultierende Brennstoffdruck einander entgegenwirken und einen Gleichgewichtszustand
herbeiführen.
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An die Stelle der durch die Spindelstellung im Gleichgewichtszustand
bestimmten Einstellung der Abmeßvorrichtung tritt nun gemäß der Erfindung eine an
der Einspritzpumpe wirkende Vorrichtung besonderer Art. Die Einspritzpumpe entnimmt
den Brennstoff nicht in üblicher Weise dem Brennstoffbehälter, sondern er wird ihr
unter Druck aus einer Quelle konstanten Drucks geliefert, insbesondere von einer
Pumpe zugeleitet, die unabhängig von der gelieferten Brennstoffmenge stets den gleichen
Druck erzeugt. Zwischen dieser Lieferpumpe und der Einspritzpumpe liegt eine Drosselstelle;
in der ein von der durchfließenden Brennstoffmenge abhängiger Druckabfall entsteht,
der in der Regelvorrichtung gegen den resultierenden Luftdruck zur Wirkung gebracht
wird. Die Regelvorrichtung wirkt zweckmäßigerweise nicht unmittelbar, sondern über
einen Servomotor auf das Regelorgan für die Zusammensetzung des Gemisches.
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Die der Maschine zugeführte Gemischmenge wird entweder so geregelt,
daß die Luftmenge mittels der Drosselklappe von Hand od. dgl. eingestellt und die
Brennstoffzufuhr selbsttätig gesteuert wird, oder so, daß die Brennstoffmenge von
Hand od. dgl. eingestellt und die Luftzufuhr selbsttätig gesteuert wird.
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Mit dieser Regelvorrichtung sind noch Vorrichtungen an sich bekannter
Art kombiniert, die dem Zustand der Außenluft und den Anforderungen des Anlassens
und des Leerlaufs Rechnung tragen.
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Weitere Zwecke und vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich
aus der Beschreibung der Zeichnung, in welcher die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen
dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt Abb. x eine Seitenansicht einer Brennkraftmaschine
mit einer Ausführungsform der Erfindung, Abb. 2 eine schematische Schnittansicht
einer Ausführungsform der Erfindung, in welcher die Drosselklappe durch den Bedienenden
gesteuert und der Brennstofffluß selbsttätig geregelt wird und Abb.3 eine schematische
Schnittansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung, in welcher der Bedienende
die Brennstoffzufuhr unmittelbar steuert und die Drosselklappe selbsttätig eingestellt
wird.
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In Abb. i ist ein Verbrennungsmotor zo gezeigt, auf welchen die in
Abb. 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung angewendet ist. Die in den Motor
über die Ansaugleitung ii; den vom Motor getriebenen Auflader i2 und das Verteilerrohr
13 zugeführte Luft wird in veränderlicher Weise mittels einer Drosselklappe 14 gesteuert,
weiche von dem Bedienenden über eine Stange 15 und einen Hebel 16 betätigt
wird.
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Den verschiedenen Zylindern wird Brennstoff über Brennstoffleitungen
17 durch eine vom Motor getriebene Einspritzpumpe 18 zugeführt, welche vom Motor
in zeitlicher Abstimmung auf denselben in der üblichen Weise angetrieben wird. Der
Pumpe 18 wird der Brennstoff über eine Brennstoffleitung ig, eine Brennstoffregeleinrichtung
2o und eine Leitung 21 zugeführt. Die Pumpe 18 kann von irgendwelcher Art sein,
deren veränderliche Brennstoffördergeschwindigkeit durch eine Steuerstange 22 geregelt
wird, welche, wie gezeigt, so angeordnet ist, daß die Brennstoffladung bei einer
Bewegung der Stange nach rechts erhöht und bei einer Bewegung nach links herabgesetzt
wird. Ein Hebel 23, der bei 24 auf einem festen Teil drehbar angeordnet ist, bildet
eine nur in einer Richtung wirkende Verbindung mit der Steuerstange 22 und ist so
angeordnet, daß sie von dem Bedienenden über einen Lenker 25 zum Zwecke der Erhöhung
der Fördergeschwindigkeit der Einspritzpumpe während des Anlassens betätigt werden
kann. Die Steuerstange 22 ist mit dem anderen Ende eines Lenkers 28 verbunden, an
dessen einem Ende, wie in Abb. 2 gezeigt ist, ein Kolben ag befestigt ist, welcher
in einem Steuerzylinder 3o hin und her beweglich ist und durch eine Druckfeder 3i
nach links gedrückt wird. In dem Zylinder 30 ist am rechten Ende eine Öffnung
32 vorgesehen, welche zur Steuerung der Luftdämpfer- oder Luftpufferwirkung auf
den Kolben 29 kalibriett sein kann. Der Kolben 29 und damit auch die Stange 22 ist
in veränderlicher Weise mittels einer Brennstoffsteuereinrichtung gesteuert, welche
aus einer Bemessungseinrichtung 33 und einer Hilfseinrichtung 34 besteht.
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Wie in Abb. 2 gezeigt ist, ist in der Wandung der Ansaugleitung ii
vor der Drosselklappe ein Lufttrichter 35 ausgebildet, welcher eine ringförmige
Kammer 36 hat, die durch Röhren 37 mit dem Lufteinlaß 38 in Verbindung steht und
infolgedessen dem Druck der eintretenden Luft unterworfen ist. Ein Venturirohr 40
ist in der Ansaugleitung konzentrisch zum Lufttrichter 35 angeordnet und hat eine
ringförmige Kammer 41, welche mit der Einengung des Venturirohres in Verbindung
steht.
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Die Bemessungseinrichtung 33 ist durch drei kleine Dichtungsmembranen
48, 49 und 50 und durch zwei größere Betätigungsmembranen 53 und 54 in vier
Druckkammern 43, 44, 45 und 46 eingeteilt. Jede der Membranen ist an ihrem äußeren
Rande mit dem
Gehäuse der Bemessungseinrichtung verbunden und in
der Mitte an einer Stange 55 befestigt. Die Membranen sind mit ringförmigen Nuten
ausgebildet, um eine freie axiale Bewegung der Stange 55 zu ermöglichen. Die Kammer
43 steht über die Leitung 57 mit der Ringkammer 36 im Lufttrichter 35 in Verbindung
und ist infolgedessen dem Druck der eintretenden Luft unterworfen. Die Kammer 44
steht durch die Leitung 58 mit der Ringkammer 41 des Venturirohres 40 in Verbindung
und ist infolgedessen dem Unterdruck an der Einengung des Venturirohres unterworfen.
Die Leitung 57 wird durch ein Ventil 6o gesteuert, welches an einer verschlossenen
Kapsel oder balgartigen Aneroiddose 61 befestigt ist, welche der eintretenden Luft
ausgesetzt und so angeordnet ist, daß die Leitung 57 bei hohen Luftdrücken, wie
z. B. am Boden, geöffnet und bei niedrigen Luftdrücken, wie z. B. in größeren Höhenlagen,
teilweise geschlossen wird. Die Kapsel 61 enthält vorzugsweise Luft oder ein anderes
Gas, so daß sie sowohl auf Veränderungen in der Temperatur als auch im Druck anspricht.
Die Kapsel kann zu Dämpfungszwecken teilweise mit Öl oder einer anderen Flüssigkeit
gefüllt sein. Das Volumen des von dem Balg umschlossenen Gasraumes und der absolute
Druck des Gases in dem Balg stehen in solcher Wechselbeziehung zueinander, daß sie
die Kapsel unmittelbar auf Veränderungen der Dichte der in die Ansaugleitung eintretenden
Luft ansprechen lassen, und zwar unabhängig davon, ob die Änderung der Dichte von
einer Änderung in der Temperatur oder im Druck der eintretenden Luft abhängt. In
einem durch Öl gedämpften Balg hat es sich als vorteilhaft erwiesen, ein indifferentes
Gas, wie z. B. Stickstoff, in dem Balg zu verwenden, da Sauerstoff sich allmählich
mit dem Öl verbindet und die Eichung infolgedessen geändert wird.
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Ein Kanal 62 mit einer kalibrierten Einengung 63 verbindet die Leitung
58 mit einer zwischen dem Ventil 6o und der Kammer 43 gelegenen Stelle der Leitung
57. Die Einengung 63 ist verhältnismäßig klein, und die dadurch hervorgerufene Abschnürung
der Luft hat nur einen kleinen, vernachlässigbaren Einfluß auf die Drücke in den
Kammern 43 und 44, wenn das Ventil 6o geöffnet ist, sie hat jedoch eine zunehmende
Wirkung, welche den Druckunterschied zwischen den Kammern herabzusetzen sucht, wenn
das Ventil allmählich geschlossen wird, und zwar aus Gründen, welche später noch
angegeben werden.
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Ein Brennstoffbehälter 66 versorgt über die Leitung 67 eine Niederdruckbrennstoffpumpe
68 von bekannter Bauart mit Brennstoff. Die gezeigte Pumpe hat sich drehende Gleitschaufeln
und ist mit einer durch ein unter Federdruck stehendes Ventil 7o gesteuerten Umgehungsleitung
69 versehen, um den Förderdruck der Pumpe im wesentlichen auf gleicher Höhe zu halten:
Die Leitung i9 verbindet die Pumpe 68 mit der Brennstoffsteuereinrichtung 2o und
kann eine Luft- oder Gasauslaßkammer 73 enthalten, welche eine durch einen Schwimmer
gesteuerte Gasleitung 74 hat, welche zum Brennstoffbehälter zurückführt. Da der
in der Mehrzahl der Einspritzmotoren verwendete Brennstoff im allgemeinen von geringeren
Flüchtigkeitseigenschaften ist als der in Vergasermotoren benutzte Brennstoff, so
hat der Brennstoff während des Arbeitens bei Temperaturen und Drücken, welche in
Luftfahrzeugen vorkommen, keine Neigung, in der Leitung i9 Dampf zu bilden. Wenn
dies der Fall ist, ist die Kammer 73 entbehrlich. Die Niederdruckpumpe 68 kann auch
weggelassen werden, wenn der Brennstofftank höher liegt als die Einspritzpumpe 18
oder wenn die Einspritzpumpe imstande ist, Brennstoff aus einem tiefer gelegenen
Behälter heraufzusaugen.
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Die Brennstoffsteuereinrichtung 2o enthält, wie in Abb. 2 gezeigt
ist, drei Bemessungsöffnungen 76, 77 und 78, die nebeneinander angeordnet sind und
die Leitungen i9 und 21 miteinander verbinden. Die Bemessungsöffnung 76 ist von
fester Größe und bestimmt das Mindestmaß an Brennstoffdurchfluß oder die Bildung
des mageren Gemisches, wie später noch erklärt wird. Die Öffnung 77 wird durch ein
Ventil 79 gesteuert, welches einen kegeligen Teil 8o und einen zylindrischen Endteil
81 hat und von dem Bedienenden durch den Gemischsteuerungshebel 82, die Stange 83
und den Hebel 84 von Hand betätigt werden kann. Die Öffnung 77 wird durch das Ventil
79 verschlossen, wenn der Hebel 82 sich in der Rechts- oder Magerstellung befindet,
und wird bis zu dem von den Durchmessern der Öffnung 77 und dem zylindrischen Ventilteil
81 bestimmten Höchstmaß geöffnet, wenn sich der Hebel 82 in der Links- oder
Anreicherungsstellung befindet. Die Öffnungen 76 und 77, von denen die eine von
festem und die andere von veränderlichem Querschnitt ist, können leicht durch eine
einzige Öffnung ersetzt werden, wenn eine abgestufte Bemessungsstange verwendet
wird; um ein Höchstmaß und ein Mindestmaß des zur Verfügung stehenden Bemessunesquerschnittes
hervorzubringen.
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Die Öffnung 78 wird durch ein Ventil 86 gesteuert, welches auf einer
Membran 87 befestigt ist und für gewöhnlich durch eine Druckfeder 88 in die Richtung
gedrückt wird, in welcher die Öffnung 78 verschlossen wird. Die obere Seite der
Membran 87 ist dem Brennstoffdruck in der Leitung 21 und die untere Seite dem Brennstoffdruck
in der Leitung zg ausgesetzt. Der Unterschied in den Drücken auf beiden Seiten der
Membran 87 ist daher gleich dem Druckabfall in den Bemessungsöffnungen, welcher
als Brennstoffbemessungsunterschied bezeichnet wird. Die Feder 88 ist mit Bezug
auf den Querschnitt der Membran 87 so bemessen, daß sie nachgibt und das Ventil
86 öffnet, wenn der Brennstoffbemessungsunterschied einen bestimmten Wert erreicht,
um dadurch den zur Verfügung stehenden Brennstoffbemessungsquerschnitt zu vergrößern.
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Eine Leitung 9o verbindet die Kammer 46 der Bemessungseinrichtung
33 mit der Brennstoffleitung ig (vor den Bemessungsöffnungen), und eine Leitung
9i verbindet in gleicher Weise die Kammer 45 mit der Brennstoffleitung2i (hinterdenBemessungsöffnungen).
In den Kammern 45 und 46 sind Auslaßventile 92 vorgesehen, um Luft herauszulassen
und um das Anfüllen der Kammern mit Brennstoff zu ermöglichen.
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Die Stange 55 der Bemessungseinrichtung 33 ist durch Universalgelenke
mit einem Führungs- oder Steuerventil 93 der Hilfsvorrichtung 34 verbunden,
welche
von irgendeiner geeigneten Ausführung sein kann, um die Stange 22 der Einspritzpumpe
18 zu steuern. Die dargestellte Ausführung mit einer Hilfszuführung von Strömungsmittel
ist mit einer Zuführleitung 9q. und einer Rückführleitung 95 für das Strömungsmittel
versehen. Das Steuerventil 93 ist ein Zylinder mit einem abgesetzten Mittelteil
96,
dessen Enden den Strömungsmitteleinlaß 9q. freigeben und gleichzeitig
die Rückführleitung 95 bei einer Bewegung des Ventils nach rechts sperren
können. Eine Leitung 97 verbindet die Hilfsvorrichtung in der Nähe des abgesetzten
Ventilteiles 96 mit dem linken Ende des Steuerzylinders 30. Bei einer allmählichen
Bewegung des Ventils 93 nach rechts nimmt der Strömungsmitteldruck auf den
Kolben 29 zu, und infolgedessen werden der Kolben 29 und die mit ihm verbundene
Pumpenstange 22 allmählich entgegen der Wirkung der Feder 31 nach rechts bewegt.
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Eine schwache Druckfeder 98, die zwischen dem linken Ende der
Steuerstange 55 der Bemessungseinrichtung und einer einstellbaren Federstütze 9g
angeordnet ist, drückt die Stange 55 und das auf ihr befestigte Ventil
93 nach rechts. Obgleich die Feder 98
nur eine kleine Kraft auf die
Steuerstange 55 ausübt, dient sie doch dazu, während des Leerlaufs eine anreichernde
Wirkung hervorzubringen, wie später noch erläutert wird.
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Wenn der Motor läuft, schafft die durch die Leitung iz, den Lufttrichter
35 und das Venturirohr q.o hindurchgesaugte Luft einen Druckunterschied zwischen
den Drücken in der Einlaßleitung 38 und der Einengung des Venturirohres 40.
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Die hierdurch erzeugte Wirkung des Venturirohres wird verständlich,
wenn man zunächst beachtet, daß das Volumen TV der in der Zeiteinheit durchströmenden
Luft proportional der Querschnittsfläche F und der Geschwindigkeit w ist, also V
= F - w, mithin ist
Ferner ist der die Geschwindigkeit w bewirkende Druckunterschied
wobei g die Erdbeschleunigung und y das spezifische Gewicht bedeuten.
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Da nun das spezifische Gewicht der Luft
wobei m die Masse bedeutet und darum
ist, ergibt sich und der
Druckunterschied
wobei
ein konstanter Wert G ist, also
Es ergibt sich also, daß der Druckunterschied in dem Venturirohr proportional dem
Verhältnis des Quadrats der Masse der durchströmenden Luft zu ihrem spezifischen
Gewicht ist.
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Wenn das spezifische Gewicht zum Zwecke der Erläuterung als konstant
angenommen wird, ist der Venturirohrdruckunterschied direkt proportional dem Quadrat
der Masse der durchströmenden Luft. Unter dieser angenommenen Bedingung bewirkt
der Druck der eintretenden Luft, welcher durch die Röhren 37, die Ringkammer 36
und die Leitung 57 auf die Kam mer 43 übertragen wird, und der Druck in der Einengung
des Venturirohres, welcher durch die Ringkammer 41 und die Leitung 58 auf die Kammer
44 übertragen wird, einen Unterschied in den Drücken zu beiden Seiten der Membran
53. Infolgedessen wird auf die Steuerstange 55 eine nach rechts gerichtete Kraft
ausgeübt, welche direkt proportional dem Quadrat der Masse der durchströmenden Luft
ist.
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Wenn dagegen das spezifische Gewicht der Luft veränderlich ist, so
ergibt sich aus der obengenannten Beziehung zwischen dem Venturirohrdruckunterschied,
der Masse und der Dichte der Luft, daß der Unterschied mit einer Abnahme der Dichte
zunehmen wird, wenn die Masse der Luft durch Steigerung der Luftgeschwindigkeit
konstant gehalten wird. Wenn indessen das spezifische Gewicht abnimmt, sei es durch
Druck oder Temperaturänderung, dehnt sich die Kapsel 61 aus, und das Ventil 6o verschließt
die Leitung 57 teilweise, so daß die Wirkung des engen Durchlasses erhöht und der
Druckunterschied zu beiden Seiten der Membran 53 verringert wird. Wenn die Kapsel
61 auf Veränderungen in der Luftdichte anspricht, und zwar unabhängig davon, ob
diese Veränderung durch Temperatur- oder Druckänderung hervorgerufen ist, und wenn
das Ende des Ventils 6o in geeigneter Weise ausgebildet ist, wird der Unterschied
zwischen den Drücken zu beiden Seiten der Membran 53 und infolgedessen auch die
hierdurch hervorgerufene Kraft direkt proportional dem Quadrat der Menge der Luft
gehalten, welche dem Motor unabhängig von der Luftdichte zugeführt wird.
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Die durch die Luftströmung hervorgerufene und auf die Steuerstange
55 übertragene Kraft würde die Steuerstange und das an ihr befestigte Steuerventil
93
in die äußerste Rechtsstellung überführen; wenn keine Gegenkraft vorhanden
wäre. Wenn sich indessen das Ventil nach rechts bewegt, wird die Einlaßöffnung 9q.
freigegeben, und der Druck des durch die Leitung 97
auf den Kolben
2.9 wirkenden Strömungsmittels bewegt den Kolben und die daran befestigte
Steuerstange 22 der Einspritzpumpe nach rechts und erhöht infolgedessen die Förderung
der Brennstoffpumpe. Wenn die Öffnungen 77 und 78 geschlossen sind, fließt der durch
die Einspritzpumpe 18 zu fördernde Brennstoff durch die Öffnung 76 und verursacht
einen Druckabfall in dieser Öffnung. Da das spezifische Gewicht des Brennstoffs
unter allen erprobten Bedingungen im wesentlichen konstant bleibt, ist der Druckabfall
direkt proportional dem Quadrat der Masse des durchströmenden Brennstoffs.
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Die Brennstoffdrücke vor und hinter der Öffnung 76 werden durch die
Leitungen go und gz auf die Kammern 46 und 45 übertragen. Der so entstehende Unterschied
zwischen den Drücken zu: beiden Seiten der Membran 54 ergibt eine nach links gerichtete,
auf die Steuerstange 55 wirkende Kraftkomponente, welche proportional dem Quadrat
der Masse des Brennstoffs ist, welcher dem Motor zugeführt wird.
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Die Steuerstange 55 wird sich daher unter der Wirkung der durch die
Luft hervorgerufenen Kraft so lange nach rechts bewegen, bis der Brennstofffluß
so weit zunimmt, daß die vom Brennstoff hervorgerufene
und auf
die Steuerstange ausgeübte Kraft die durch die Luft hervorgerufene Kraft ausgleicht.
Da die durch die Luft und den Brennstoff ausgeübten Kräfte proportional den Quadraten
der Massen der Luft und des Brennstoffs sind, wird das Luft-Brennstoff-Verhältnis
konstant bleiben, wenn dieses Gleichgewicht der Kräfte nicht durch äußere Mittel,
wie z. B. durch die Leerlauffeder 98, gestört wird. Die nach rechts zur Auswirkung
kommende Kraft der Leerlauffeder, welche zu der durch die Luft ausgeübten Kraft
hinzutritt, bewirkt ein etwas schnelleres Fließen des Brennstoffs und infolgedessen
eine reichere Mischung, als dies mit der von der Luft ausgeübten Kraft allein der
Fall sein würde. Bei einem langsamen Strömen der Luft bildet die Kraft der Feder
g8 einen verhältnismäßig großen Prozentsatz der durch die Luft hervorgerufenen Kraft,
und sie bewirkt daher einen ziemlich großen Anteil der Anreicherung des Brennstoff-Luft-Gemisches.
Wenn aber die Strömung der Luft zunimmt, macht die Kraft der Feder 98 einen
immer kleiner werdenden Prozentsatz der von der Luft ausgeübten Kraft aus, so daß
auch der Anteil an der Anreicherung abnimmt. Eine solche Anordnung bewirkt für Leerlaufbedingungen
in gewünschter Weise ein reiches Gemisch.
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Beim Anlassen des Motors öffnet der Bedienende die Drosselklappe 14,
während der Motor angekurbelt wird, und der von der angesaugten Luft hervorgerufene
Druckunterschied bewegt die Steuerstange 55 nach rechts, so daß der Strömungsmitteleinlaß
94 freigegeben wird. Wenn in diesem Augenblick unter Druck stehendes Strömungsmittel
verfügbar ist, wird die Steuerstange 22 der Pumpe in die teilweise geöffnete Stellung
bewegt, und der Motor beginnt zu laufen. Wenn indessen die Strömungsmittelpumpe
vom Motor angetrieben wird, wird beim Anlassen voraussichtlich nicht genügend Druck
zur Verfügung stehen, um die Kraft der Feder 31 zu überwinden, welche die Steuerstange
22 in die Schließstellung zu bewegen sucht. Aus diesem Grunde sind die Stange 25
und der an ihr befestigte Hebel 23 vorgesehen, welche es dem Bedienenden
ermöglichen, die Förderung der Einspritzpumpe von Hand so weit zu ververmehren,
daß sie der angesaugten Luft beim Ankurbeln der Maschine entspricht und das Anlaufen
der Maschine ermöglicht.
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Die Öffnung 77 und das mit ihr zusammenwirkende Ventil 79 sind
vorgesehen, um dem Bedienenden eine begrenzte Steuerung des Mischungsverhältnisses
zu ermöglichen. Durch das Öffnen des Ventils 79 wird der insgesamt zur Verfügung
stehende Brennstoffbemessungsquerschnitt vergrößert, und da die Bemessungseinrichtung
33 das Gleichgewicht zwischen den Druckunterschieden der Luft und des Brennstoffs
unabhängig von dem wirklich durchströmenden Brennstoffbetrag herstellt, bewirkt
eine Vergrößerung des Bemessungsquerschnittes ohne Änderung in den Bemessungsunterschieden
eine verstärkte Zufuhr von Brennstoff und infolgedessen ein reicheres Gemisch.
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Es ist allgemein bekannt, daß, wenn die Leistung des Motors über einen
bestimmten Betrag hinausgeht, es wünschenswert ist, eine Anreicherung des Gemisches
zu erzeugen. Dies wird erfindungsgemäß durch das Ventil 86 erreicht, welches die
Öffnung 78 steuert. Wenn die Luftströmung zunimmt, nimmt auch der Druckunterschied
der Luft und infolgedessen auch der des Brennstoffs zu, wie bereits erklärt ist.
Wenn der Druckunterschied des Brennstoffs, welcher auf die Membran 87 zur Auswirkung
gelangt, einen bestimmten Wert erreicht, gibt die Feder 88 nach und ermöglicht die
Öffnung des Ventils 86. Nach dem Öffnen des Ventils und der dadurch hervorgerufenen
Zunahme des Bemessungsquerschnittes hat der Unterschied in den Brennstoffdrücken
das Bestreben, kleiner zu werden. Infolgedessen bewegt sich die Steuerstange 55
nach rechts und erhöht dadurch die Förderung der Einspritzpumpe 18 so weit, bis
die Druckunterschiede beim Brennstoff und bei der Luft sich das Gleichgewicht halten.
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Da der Druckunterschied beim Brennstoff zu beiden Seiten der Sparmembran
87 gleich dem Druckunterschied zu beiden Seiten der Membran 53 gehalten wird, öffnet
sich das Ventil 86, wenn die Masse der dem Motor zugeführten Luft einen bestimmten
Wert erreicht, und zwar unabhängig von der Höhenlage oder dem wirklichen Mischungsverhältnis
des dem Motor zugeführten Gemisches.
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Die in Abb. 3 dargestellte Ausführungsform ist in vielen Teilen der
Abb. 2 ähnlich und unterscheidet sich von dieser in erster Linie dadurch, daß der
Bedienende die Förderung der Einspritzpumpe unmittelbar und vor der Drosselklappe
steuert, welche durch die Bemessungseinrichtung und die damit verbundene Hilfseinrichtung
gesteuert wird. Da die Bauweise für beide Ausführungsformen ähnlich ist, sind die
Teile in Abb. 3, welche Teilen in Abb. 2 entsprechen, mit um zoo vergrößerten Bezugszeichen
versehen.
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Der Brennstoff wird der Einspritzpumpe 118 vom Brennstoffbehälter
166 über die Leitung 167, die Brennstoffpumpe 168, die Leitung zig, die Bemessungsöffnung
176 und die Brennstoffleitung 121 zugeführt. Die Menge des in den Motor eingespritzten
Brennstoffs durch die Leitungen 117 wird unmittelbar von dem Bedienenden gesteuert,
und zwar durch die Stange 22o, welche an der Steuerstange 122 der Pumpe befestigt
ist.
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Der Druck an der Einengung des Venturirohres 140 wird auf die Kammer
144 der Bemessungseinrichtung 133 durch die Leitung 158 und der Druck in dem Lufteinlaß
138 wird auf die Kammer 143 durch die Leitungen 137, die Ringkammer 136 und
die Leitung 157 übertragen. Die Kapsel 161 und das an ihr befestigte Ventil 16o
steuern die Leitung 157, und dadurch, genau wie in Abb. 2, wird die Wirksamkeit
der kalibrierten engen Öffnung 162 verändert. Die Drosselklappe 114 wird durch den
von der Hilfseinrichtung betätigten Kolben 129 über den Lenker 128, den angelenkten
Hebel 221, den Lenker 222 und den Drosselklappenhebel 116 gesteuert. Eine Stange
223, welche mit dem Drosselklappenhebel in einer Verbindung steht, die nur in einer
Richtung wirksam ist, erstreckt sich bis in die Kabine des Bedienenden und ermöglicht
das teilweise Öffnen der Drosselklappe während des Ankurbelns.
Wie
bereits bei Abb. 2 erklärt worden ist, ruft der zu der Einspritzpumpe fließende
Brennstoff einen Druckunterschied im Brennstoff zu beiden Seiten der Meßöffnung
176 und infolgedessen auch zu beiden Seiten der Membran 154 hervor, was eine nach
links auf die Steuerstange 155 einwirkende Kraft erzeugt, welche proportional der
Menge des Brennstoffs ist, welcher durch die Öffnung 176 hindurchfließt. In ähnlicher
Weise verursacht die durch die Ansaugleitung iii strömende Luft einen Unterschied
zwischen den Drücken zu beiden Seiten der Membran 153 und ruft infolgedessen eine
nach rechts auf die Steuerstange 155 wirkende Kraft hervor, welche proportional
der Masse der durchströmenden Luft ist: Während des Arbeitens des Motors regelt
der Bedienende die Brennstoffzufuhr zum Motor mittels der Stange 22o. Der durch
die Pumpe geförderte Brennstoff übt eine Kraft auf die Steuerstange 155 aus; welche
diese Stange und das daran befestigte Steuerventil 193 der Hilfseinrichtung nach
links drückt und den Einlaß 194 für das Strömungsmittel freigibt. Der durch die
Leitung 197 übertragene Druck des Strömungsmittels wirkt auf den Kolben 129 in der
Weise ein, daß dieser nach links gedrückt wird und die Drosselklappe 114 öffnet.
Wenn der Brennstoffkraft, welche auf die Steuerstange 155 einwirkt, keine andere
Kraft entgegenwirkt, würde sich die Stange 155 ganz nach links bewegen und die Einlaßöffnung
194 für das Strömungsmittel ganz freigeben, so daß die Drosselklappe 114 weit geöffnet
würde. Wenn indessen der Luftstrom sich verstärkt, wirkt die dadurch auf die Steuerstange
155 ausgeübte Kraft mit verstärkter Wirkung der von dem Brennstoff ausgeübten Kraft
entgegen. Infolgedessen wird die Drosselklappe 114 genügend weit geöffnet, um eine
durch Druckunterschiede der Luft erzeugte Kraft zu schaffen, welche die durch Druckunterschiede
des Brennstoffs erzeugte Kraft ausgleicht. Auf diese Weise wird ein konstantes Mischungsverhältnis
aufrechterhalten: Die Sparöffnung 178 in Abb. 3 wird durch ein Ventil
225 gesteuert, welches durch eine Druckfeder 226 nach rechts gegen seinen
Sitz gedrückt wird und so angeordnet ist, daß es durch den Hebel 2:z7 geöffnet wird,
der eine nur in einer Richtung wirksame Verbindung mit dem Schaft des Ventils 225
hat. Der Hebel 227 wird durch die Steuerstange 122 der Pumpe über den Hebel 229
und den Lenker 23o betätigt und ist so angeordnet, daß das Ventil 2->5 geöffnet
wird, wenn die Steuerstange 122 um einen bestimmten Betrag in der Öffnungsrichtung
bewegt worden ist. Diese Art von Spareinrichtung erzeugt eine angereicherte Mischung,
wenn die Brennstoffladung je Hub über einen bestimmten Betrag hinausgeht.
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Das Ventil 225 hat vorzugsweise eine kleine Öffnung, und zwar aus
Gründen, die nachstehend erläutert werden. Da der Brennstoffstrom durch die Motordrehzahl
und durch die Stellung der Steuerstange Z22 der Pumpe bestimmt wird, würde ein plötzliches
Öffnen des Ventils 225 beim Erreichen einer bestimmten Stellung durch die Steuerstange
plötzlich den Bemessungsquerschnitt vergrößern und dadurch den Brennstöffbemessungsdruckunterschied
verringern. Eine solche plötzliche Abnahme des Brennstoffdruckunterschiedes, welcher
auf die Bemessungseinrichtung 133 übertragen würde; würde eine Bewegung der Steuerstange
155 nach rechts und damit ein teilweises Schließen der Drosselklappe bewirken. Die
Anreicherung würde also durch eine Abnahme des Luftstromes statt durch eine Vermehrung
der Brennstoffströmung hervorgerufen werden. Dadurch, daß das Ventil 7,:z5 mit einer
kleinen Öffnung hergestellt wird, erhöht sich beim Öffnen des Ventils 225 die Förderung
der Pumpe in ausreichendem Maße, um eine Erhöhung des Brennstoffdruckunterschiedes
und damit gleichzeitig eine Öffnungsbewegung der Drosselklappe hervorzubringen.
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Es ist offensichtlich, daß die in Abb. 2 und 3 gezeigte Sparventilanordnung
leicht durch eine andere ersetzt werden kann. Außerdem leuchtet es ein, daß, obgleich
keine Einrichtung zur Steuerung der Mischung durch den Bedienenden in Abb. 3 gezeigt
ist, die bei 77 in Abb. 2 gezeigte Einrichtung gleichfalls auf die in Abb. 3 dargestellte
Ausführungsform der Erfindung angewendet werden kann.
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Es ist allgemein bekannt, daß die Masse der von einem Motor bei weit
geöffneter Drosselklappe verbrauchten Luft bei großen Höhenlagen geringer ist als
bei niedrigen Höhenlagen oder auf dem Erdboden. Wenn daher der Bedienende die Steuerstange
der Pumpe nach links bewegt, um die Förderung der Brennstoffpumpe bei großen Höhenlagen
zu verstärken, ,wird die Drosselklappe 114 gleichzeitig geöffnet und erreicht eine
weit geöffnete Stellung, bevor die Steuerstange der Pumpe ihrerseits die größte
Öffnungsstellung erreicht. Eine weitere Bewegung der Steuerstange in der Öffnungsrichtung
würde zu dieser Zeit also den Brennstoffstrom verstärken, ohne den Luftstrom in
entsprechendem Maße zu erhöhen, und das Gemisch würde infolgedessen stark angereichert
werden. Um eine solche Anreicherung des Gemisches zu verhindern, können die verschiedensten
Einrichtungen verwendet werden. Im Zusammenhang mit der Erfindung wird die nachfolgend
beschriebene Einrichtung verwendet, welche, ohne eine solche Anreicherung zu verhindern,
dem Bedienenden anzeigt, daß die Drosselklappe ihre weit geöffnete Stellung erreicht
hat.
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Die vorgeschlagene Einrichtung enthält einen elektrischen Stromkreis,
welcher aus einer Elektrizitätsquelle 235, einem bei 236 angedeuteten Schalter und
einer Anzeigelampe oder einem Anzeigeinstrument 237 besteht, wobei das Anzeigegerät
sichtbar auf dem Armaturenbrett in der Kabine des Bedienenden angeordnet ist. Ein
Hebel 238, der an der Welle der Drosselklappe 114 befestigt ist, ist so angeordnet,
daß er mit der Schalterscheibe 240 in Eingriff gelangt und diese zum Schließen des
Stromkreises zwischen den Kontakten 241 und 242 hinunterdrückt, wenn die Drosselklappe
ihre weit geöffnete Stellung erreicht. Eine Druckfeder 243 drückt für gewöhnlich
die Scheibe 240 nach oben, um den Stromkreis zu unterbrechen. Wenn die Anzeigelampe
aufleuchtet, zeigt sie dem Bedienenden an, daß die Drosselklappe ihre weit geöffnete
Stellung erreicht hat und daß eine weitere Bewegung des Lenkers 22o nach links nur
eine
angereicherte Mischung ohne erhöhten Luftstrom erzeugen würde.