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Regelvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit Kraftstoffeinspritzpumpen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelvorrichtung für Brennkraftmasdhinen, durch
welche die Brennstoffzufuhr zur Regelung der Motordrehzahl verändert wird und die
besonders für Motoren mit Kompressionszündung anwendbar ist, bei denen die durch
die Einspritzpumpen zugeführte Brennstoffmenge äußerst gering und schwierig so zu
regeln ist, daß ein Stillstehen des Motors verhütet und dafür gesorgt ist, daß der
Motor nicht zu schnell läuft.
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Bei derartigen Vorrichtungen hat man bereits die Steuerung der Brennstoffeinspritzpumpe
auf Lieferung voller Brennstoffmenge vorgespannt und sie unter den Einfluß eines
Reglers gestellt, der die Brennstoffzufuhr verringert, wenn ,die Motordrehzahl einen
bestimmten Wert überschreitet, und hat auch schon eine die Brennstoffzufuhr durch
einen Regler steuernde Vorrichtung gemeinsam mit der vom Fahrer verstellten Vorrichtung
wirken lassen.
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Gemäß der Erfindung werden diese Einrichtungen weiter ausgebildet
und verbessert durch die in den Ansprüchen gekennzeichnete Anordnung.
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In der Zeichnung wird als Beispiel eine Ausführungsform der Erfindunggezeigt.
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Fig. i ist eine Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, eines mit denn
Regler .gemäß der Erfindung versehenen Motors; Fig. a ist eine Draufsicht auf den
in Fig. i gezeigten Motor;
Fig: 3 . ist ein Schnitt längs
der Linie 3-3 von Fig. 1; Fig. 4 ist eine vergrößerte Darstellung eines der Hebel
in dem Regler; -Fig. 5 und 6 sind ähnliche Darstellungen und zeigen, die Lage zweier
Hebel des Gelenksystems des Reglers zu verschiedenen Zeiten während der Arbeit der
Vorrichtung, und Fig. 7 ist eine Teildarstellung einer abgeänderten Form eines Einzelteiles.
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Bei der gezeigten Bauart !hat jeder Zylinder des Komprossiornszünidungsmotor.s
E eine Einspritzpumpe I, die einen einstellbaren Hebelarm io besitzt, durch-,den
die bei jedem Hub des Pumpenkolbens :gelieferte Brennstoffmenge verändert werden.
kann. Die Arme io alleer Brennstoffei:nspritzpumpen werden durch einen :gemeinsamen
Lenker 12 (Feg. i und 2) gesteuert, so daß .sie sich gemeinsam nach links zur Verminderung
und nach rechts zur Steigerung der Brennstoffzufuhr bewegen.
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Der Motor hat ein Gebläse B mit einer Einlaßöffnung, die durch eine
auf einer Welle i5 angeordnete Drosselklappe 14 gesteuert wird. An einem Ende dieserc
Welle ist ein Nocken 16 (Feg. i) vorgesehen, der mit einstellbaren Anschlägen 17
und 18 in Eingriff kommen kann, die die geschlossene und offene Stellung der Drosselklappe
14 bestimmen.
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Das andere Ende der Welle 15 ist durch einen Hebel 2o mit einer Steuerstange
2i verbunden. Die Einlaßöffnung des Gebläses B ist oval (Feg. 2) und -hat einen
nach innen .gerichteten Vorspxung 22, der einen venturirobrartigen, Durchlaß 23
(Feg. i) enthält. Die Drosselklappe 14 besitzt eine Auskehlung, die so geformt ist,
daß der Vorsprung 22 'hineinpaßt, wenn die Klappe 14 geschlossen, ist, wie in Fis.
i und 2 gezeigt, ,so daß ider Venturidurdhlaß 23 ständig für,den Luftstrom zum Gebläse
B geöffnet ist. Ein Rohr 24 steht mit dem verengten Teil des Venturidurchlasses
23 in Verbindung und führt zu der noch zu erläuternden Regelvorrichtung.
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Die Steuerstange 21 ist mit einer Zugfeder i9 verbunden, die die Stange
21 nach links zieht (Feg. i und 2) und so ständig bestrebt isst, die Drosselklappe
14 zu schließen.
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Das andere Ende der Stange 2i ist durch einen Stift 25 mit dem oberen
Ende eines Hebels 26 verbunden, der sich um eine Welle 27 drehen kann, die in einem
festen Lager 30 gehalten wird, woben der Hebel 26 auf der. Welle 27 mittels.
einer Scheibe 32
und eines Splintes 33 befestigt ist.
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Die Welle 27 besitzt einen sich nach unten erstreckenden. Blechhebel
34, dessen oberer Teil ge-_ bogen ist und in einem Abstand voneinander- legende
parallele Teile bildet, durch die sich die Welle 27 hindurch erstreckt und -die
-radial geschlitzt sind, wobei ein Bolzen 35 mit Muttern sich durch die Schlaufe
.der parallelen Teile erstreckt und zum Schließen des Schlitzes dient, wodurch der
Hebel 34 starr an der Welle 27 befestigt wird.
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Eine Torsionsfeder 36 auf der Welle 27 ist mit einem Ende 37 über
den Hebel 26 eingehakt und drückt ihn in Uhrzeigerrichtung (Fig. i), während das
andere Ende 38 über den Hebel 34 eingehakt ist, um ihn entgegen der Uhrzeigerrichtung
zu treiben. Beide Hebel- werden also durch die Feder in kraftschlüssiger Verbindung
gehalten.
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Ein Vorsprung 39 (Fig.2) an dem Hebel 26 steht mit dem Hebel 34 im
Eingriff und verhütet eine Schließbewegung über eine bestimmte Stelle hinaus.
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Das untere Ende des Hebels 34 ist durch einen Lenke- 28 :mit dem oberen
Ende des Gashebels 29 verbunden.
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Die Welle 27 besitzt auch einen Nocken 40, dessen Nabe an der Welle
27 mittels eines Stiftes 41 befestigt .ist und der eich gegen einen, Teil des Lagers
30 legt, gegen dessen andere Seite seich der Hebel 34 legt (Fig. 3). Der Nocken
4o besitzt einen schrägen Teil 42 mit einem hohen Punkt 43, dessen anderer Seite
sich ein schulterartiger Teil 44 befindet.
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Die Welle 27 besitzt in dien Nähe des Nockens 40 eine Nut 45, in der
das gegabelte untere Ende eines Lenkers 46 gelagert ist, dessen oberes Ende mittels
eines Stiftes 47 mit einem Arm 49 -eines Winkelhebels 5o verbunden ist. Das untere
Ende des Lenkers 46 trägt einen Stift 51, der mit der Kante des Nockens 40 (Eig.
2) iri Eingriff kommen kann. Der Schlitz in dem unteren Ende des Lenkers q:6 ermöglicht
diesem, sich so weit nach unten zu bewegen, wie es der Teil 42 .des Nockens erlaubt,
und sorgt ,dafür, daß das Ende des Lenkers im der Nut 45 h'a't, wenn der Lenker
46 zu der .hohen Stelle 43 des Nockens 4o bewegt wird.
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Der Winkelhebel 5o ist an einer Welle 52 befestigt, die von einer
in den Zylinderkopf geschraubten Dichtungsmutter 54 .getragen wird. Die Welle 52
besitzt eine Vertiefung für einen Verriegelungs:ring 55 (Feg. 3), der mit dem inneren
Ende der Dichtungsmutter 54 im Eingriff steht und eine axiale Bewegung der Welle
52 -Verhindert. Das innere Ende der Welle 52 i,st bei 57 abgeflacht und trägt einen
Blechihebel6o, der um sich selbst zurückgebogen. ist (Fig.2) und in einem Abstand
voneinander liegende parallele Teile bildet, die auf das abgeflachte Ende 57 der
Welle 52 passen und geschlitzt sind (Feg. 5 und 6) und durch einen Bolzen mit Haltemuttern
61gehalten worden.
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Ein Rahmen 62 (FinG. 3) an dem Zylinderkopf 53 trägt einen waagerechten
Ansatz 63, -an - dessen freiem abgesetztem Ende ein dreiarmiger Hebel 64 schwenkbar
angebracht ist, der durch eine Scheibe 65 und einen Splint 66 gehalten. wird: Ein
Ende 71 einer auf dem Ansatz 63 sitzenden Torsonsieder 70 steht mit dem Rahmen 62
und das andere Ende 72 mit dem Hebel 64 im Eingriff und drückt ihn entgegen der
Uhrzeigerrichtung (Feg. i und 3).
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_ Der untere Arm des Hebels 64 hat einen Schlitz 73 (Feg. 5 und 6)
für einen Stift 74 an dien Steuerlenker 12 der Einspritzpumpe, so daß eine der Uhrzeigerrichtung
entgegengesetzte Bewegung des Hebels 64 (F:ig. i) durch die Feder 7o den Lenker
12 nach rechts bewegt und die Brennstoffzufuhr vergrößextt. Die Bewegung des Hebels
64 in der Uhrzeibgerrichtung
gegen die Wirkung ,der Feder 70 vermindert
die Brennstoffzufuhr.
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Der untere Arm des Hebels 64 liegt in der Bahn der Bewegung des oberen
gebogenen Endes 75 (Fig. 4) des Hebels 6o, so daß, wenn dieser entgegen @d!er Uhrzeigerrichtung
bewegt wird (Fig. i), sein oberes Ende 75 mit dem unteren Arm des Hebels 64 in Eingriff
kommt und diesen in Uhrzeigerrichtung entgegen der Feder 7o bewegt, was, zur Folge
hat, daß der Lenker 12 nach links bewegt wird und die Brennstoffzufuhr verringert.
Umgekehrt, wenn der Hebel 6o in. 'Uhrzeigerrichtung bewegt wind, bewegt die Feder
7o den Hebel 64 entgegen der Uhrzeigerrichtung, so daß der Lenker 12 nach rechts
bewegt wird und die Brennstoffzufuhr vergrößert.
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Das obere Ende 75 des Hebels 6o hat einen Schlitz 76 (Fig. 4), durch
den sich das Ende 78 einer Spiralpufferfeder 77 erstreckt, die an dem Hebel.
6o mittels eines Nietes 8o befestigt ist. Das Ende 78 der Pufferfeder 77 ist ein
Stück umgebogen, bevor es unter der Oberfläche des Teiles 75 des Hebels 6o vorbeigeht.
Eine Einstellschraube 81 in dem Hebel 6o, die durch eine Gegenmutter 82 gehalten
wird, steht mit dem Ende 78 der Feder 77 im Eingriff, so daß d as Ende 78 durch
Drehung der Schraube 81 nach oben oder nach unten eingestellt werden kann.
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Das obere Ende 78 der Pufferfeder 77 kann mit der unteren Nockenfiäche
des zweiten, waagerechten Armes 83 des Hebels 64 in Eingriff kommen, wenn der Hebel
6o sich in oder fast in der Motorleerlaufstellung (Fig. 5) befindet. Bei weiterer
Bewegung des Hebels 6o entgegen der Uhrzeigerrichtung (Fig. 5 und 6) kommt das Ende
78 der Feder 77 mit dem Arm 83 in Eingriff. Wenn der Hebel 6o jedoch in Uhrzeigerrichtung
nach seiner Endstellung hin gedreht wird, d. h., wenn das Gaspedal vollständig herunte@rgedrüekt
ist, befinden sich das Ende 78 der Pufferfeder 77 und das obere Ende 75 des Hebels
6o außerhalb der Bahn :der Bewegung des Armes 83 des Hebels 64 (Fig. 6), und der
Hebel 64 kann in Uhrzeigerrichtung weit genug bewegt werden, um die Brennstoffzufuhr
zum Motor abzusperren, ohne daß der Arm 83 des Hebels 64 mit dem Federende 78 oder
dem Ende 75 des Hebels 6o in Eingriff kommt.
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Der Nocken an dem Arm 83 ist so angeordnet, daß, wenn die Hebel 6o
und 64 sich in ihren Endstellungen (Fig. 6) befinden und der Hebel 6o dann entgegen
der Uhrzeigerrichtung bewegt wird, d. h., wenn das Gaspedal freigegeben ist, das
Ende 78 der Pufferfeder 77 und das Ende 75 des Hebels 6o unter dem Arm 83 des Hebels
64 gelangen.
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Der Rahmen 62 trägt auch ein Gehäuse 84 an einer Muffe 85, die einen,
axialen. Durchlaß 86 und eine Haltemutter 87 besitzt.
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Eine Membran go in dem Gehäuse 84 wird durch eine Deckplatte
9 1 an ihrem Rand gehalten, so daß eine Kammer 92 zwischen der Membran go
und dem Gehäuse 84 entsteht. Diese Kammer ist durch ein Rohr 24 mit dem Venturikanal
23 in dem Gebläse B du rch den Durchlaß 86 in der Muffe 85 verbunden. In der Mitte
der Membran go befindet sich eise Ansatz 94, der durch den Deckel gi hindurchragt
und durch einen Stift 93 an dem oberen dritten Arm des Winkelhebels 64 (Fig.
5 und 6) befestigt ist.
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Die verschiedenen in F.ig. i gezeigten Teile befinden sich in den
Stellungen nach dem Loslassen des Gashebels 29, wenn der Motor E leer läuft. Wenn
der Gashebel 29 in der Uhrzeiigerriichtung in diese Lage freigegeben wird, zieht
die Feder ig die Steuerstange 21 nach links, so daß die Drosselklappe 14, wie gezeigt,
geschlossen wird, wobei sich der Hebel26 entgegen der Uhrzeigerrichtung in seine
Endiluge bewegt. Ohne gleichzeitige Bewegung des Hebels 34 ist dies nicht möglich,
weil die starke Feder 36 die kraftschlüssige Verbindung aufrechterhält, indem sie
den Vorsprung 39 an dem Hebel 26 andrückt.
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Der Hebel- 34 an der Welle 27 ist so eingestellt, daß in der Leerlauflage
der Stift 51 an. dem Lenker 46 mit dem abgesetzten Teil 44 des Nockens 4o in Eingriff
kommt. Der Winkelhebel So, die Welle 52 und der Hebel 6o werden hierdurch so eingestellt,
daß das Ende 78 der Pufferfeder 77 mit der unteren Fläche des Armes 83 des Winkelhebels
64 (Fig. 5) in Eingriff kommt. Der Hebel 64 ist dann in einer solchen Stellung,
daß der Lenker 12 die Einspritzpumpen 1 einstellt, so daß genügend Brennstoff für
den Leerlauf zugeführt wird.
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Wenn die Drosselklappe 14 geschlossen ist (Fig. i und 2) strömt die
ganze Luft, die in das Gebläse B eingesaugt und von dem Gebläse dem Motor zugeführt
wird, durch den Venturikan,al 23, wodurch eine Verminderung des Druckes- in dem
Rohr 24 bewirkt wird. Die Menge der Luft, die durch den Venturi.kanal 23 gesaugt
wird, ändert sich proportional mit der Drehzahl des Motors; so ändert sich der Druck
in der Enschnürung des Venturikanals und dann in der Kammer 92 umgekehrt proportional
zu der Motordrehzahl.
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Wenn die Motordrehzahl eine vorher bestimmte Leerlaufdrehzahl überschreitet,
bewegt der Saugzug in der Kammer 92 den Hebel 64 in Uhrzeigerrichtung gegen die
Wirkung der Feder 70 und der Pufferfeder 77. Als Folge davon wird der Lenker
12 nach links bewegt, so daß die Brennstoffzufuhr vermindert und der Motor verlangsamt
wird.
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Die Pufferfeder 77 ermöglicht so der Membran go, den Hebel 64 zur
Verminderung der Brennstoffzufuhr zu bewegen, hindert ihn jedoch daran, sich so
weit zu bewegen, daß der Motor anhält. Wenn die Drehzahl des Motors auf diese Weise
vermindert ist, steigert sich der Druck in der Kammer g2, was zur Folge hat, daß
der Lenker 12 nach rechts bewegt wird und die Brennstoffzufuhr in einem begrenzten
Maße vergrößert, das durch den Betrag bestimmt wird, um den der Hebel .64 durch
das Auslösen .der Pufferfeder 77 bewegt wird.
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So verhindert die Membran go während des Leerlaufes, daß der Motor
mit einer zu hohen. Drehzahl arbeitet, während die Pufferfeder 77 die Membran go
daran hindert, die Brennstoffzufuhr so
stark zu verringern, daß
der Motor Gefahr läuft, stillzustehen. Ferner kann die Lerlaufdrehzahl in einem
durch die Eigenschaften der Pufferfeder 77 bestimmten Maße verändert werden. Die
Einstellschraube 8i kann zur Veränderung dieses Maßes verwendet werden.
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Ein Herabdrücken des Gashebels 29 zur Steigerung der Drehzahl veranlaßt
den Lenker 28, den Hebel 34 in Uhrzeigerrichtung (Fig. i) zu schwenken und so durch
die Torsiomsfeder 36 den Hebel 26 in Uhrzeigerrichtung, die Steuerstange 2i nach
rechts und die Drosselklappe 14 in diene offene Stellung zu bewegen.
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Beim Öffnen der Drosselklappe 14 entsteht eine wesentliche Druckzunahme
in der Einschnürung des Venturikanals 23 und daher in der Kammer 92 an der Membran
go, so daß die Torsionsfedex 70 den Hebel 64 entgegen der Uhrzeigerrichtung schwenkt,
so daß er mit dem oberen Ende 75 des Hebels 6o in Eingriff kommt und ihn in Uhrzeigerrichtung
bewegt. Als Folge davon schwenkt der Hebel 6ö die Welle 52 und den Winkelhebel 5o,
so daß sich der Lenker 46 nach unten bewegt und. den Stift 5 1 gegen die
Nockenfläehe 40 drückt, der in, folge des Herabdrückens des Fußhebels 2g den schrägen
Teil 42 dem Stift 51 zuwendet.
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In der völlig geöffneten Stellung kommt der Nockenansatz 16 mit dem
Anschlag 18 zur Anlage, und ein weiteres Herabdrücken des Fußhebels 2g bewegt den
Hebel 34 von dem Hebel 2,6 fort bei zusätzlicher Beanspruchung der Torsionsfeder
36.
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Wenn der Nocken 40 durch weiteres Herabdrükken des Fußhebels gedreht
wind, urbewegt sich der Stift 5 1 unter das Teil 42 herab, wodurch es dem
Hebel 5o und dem Hebel 6o auf der Welle 52 möglich wird, sich in Uhrzeigerrichtung
und dem Hebel 64, sich unter der Wirkung der Torsionsfeder 70 entgegen der Uhrzeigerrichtung
zu bewegen. Der Lenker 12, wird daher nach rechts bewegt und vergrößert die Brennstoffzufuhr.
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Die Bewegung des Hebels 64 durch die Torsionsfeder 70 wird
durch den Eingriff des unteren Armes des Hebels 64 mit dem oberen Ende 75 des Hebels
6o begrenzt. In diesem Zwischenstadium liegt der Mittelarm 83 des Hebels 64 in einem
Abstand von dem Ende 78 der Pufferfeder 77.
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Wenn der Gashebel 2g weiter herabgedrückt wird, bewegt sich der Nocken
40 so, daß sich der Stift 5 i nach unten bewegen kann, wodurch der Hebel 64 durch
die Torsionsfeder 70 weiter bewegt werden kann und die Brennstoffzufuhr vergrößert.
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Wenn der Gashebel 2g jetzt freigegeben wird, bewegt die Torsionsfeder
36 den Hebel 34 entgegen der Uhrzeigerrichtung, und der Nocken 4o drückt den Stift
5 1 in eine höhere Stellung, so daß der Lenker 46 den Hebel 5o und die Welle
52 dreht und den Hebel 6o gegen den unteren Arm 64 drückt und die Brennstoffzufuhr
verringert.
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Wenn der Gashebel 2,9 vollständig herabgedrückt ist, ist der Nocken
40 so weit geschwenkt, däß sich der Lenker 46 nach untern bewegen kann., so da der
Hebel 6o geschwenkt wird, um die Pufferfeder 77 aus der Bahn des Mittelarnnes 83
des Hebels 64 zu entfernen, wie für F'vg. 6 gezeigt. Das, obere Ende 75 des Hebels
6o ermöglicht der Torsions-feder 70, den Hebel 64 so weit entgegen der Uhrzeigerrichtung
zu bewegen, daß dem Motor eine Höchstmenge von Brennstoff zugeführt wird.
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Wenn der Motor mit einer hohen Drehzahl arbeitet, wird eine große
Luftmenge durch den Haupte,inlaß und durch den Venturikanal 23 in das Gebläse B
eingesaugt, und im: der Einschnürung .des Venturikanals 23 entsteht eine Verminderung
des Druckes. Solange die Motordrehzahl unter einem vorher bes@timmteri Wert liegt,
wird diese Druckverminderung, die in der Kammer 92 wirksam ist, nicht ausreichen,
die Membran go zur Bewegung des Armes 64 gegen die Torsionsfeder 70 zu veranlassen,
um die Brennstoffzufuhr zum Motor zu verringern.
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Wenn die Motordrehzahl über ein vorher bestimmtes Sicherheitsmaß ansteigt,
ist der Druckrückgang in der Verengung des Venturikan:als 23 und demzufolge in der
Kammer g2 .so. groß, daß die Membran go nach rechts gedrückt ward und der Hebel
64 in Uhrzeigerrichtung entgegen der Torsnonsfeder 70 schwingt, -und da das
Ende 78 der Puffertcder 77 und .der obere Endteil 75 des Hebels 6o von dem Mittelarm
des Hebels 64 frei sind, kann sich dieser so weit in U'hrzei@gerriehtung bewegen,
daß er den Lenker 12 nach links drückt, um die Brennstoffzufuhr zu verringern oder
vollständig abzusperren und dadurch die Motordrehzahl zu vermindern.
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Bei einer solchen Drehzahlverminderung des Motors entsteht ein entsprechend
größerer Druck in der Kammer g2, so daß der Hebel 64 durch die Torsionsfeder
70 entgegen der Uhrzeigerrichtung bewegt wird und die Brennstoffzufuhr vergrößert,
um das Gleichgewicht für den Motor zur Arbeit bei einer vorher bestimmten Höchstdrehzahl
zu schaffen.
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Wenn der Fahrer diene so erfolgende Drehzahlbegrenzung des Motors
bemerkt, gibt er das Pedal 29 frei, so daß sich der Hebel 6o,entgegen der Uhrzeigerri@chtung
drehrot und so den Hebel 64 entgegen der Torsionafeder 70 zur Verminderung
der Brennstoffzufuhr bewegt. Mit anderen Worten, der Hebel 64 nimmt eine Stellung
entsprechend der des Pedals 29 ein.
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Zum Anhalten wird der Hebel 5o; der einen Arm 95 besitzt, durch eine
mit ihm verbundene Stange 96 angezogen, so daß die Hebel 50 und 6o
entgegen der Uhrzeigerrichtung gedreht werden und der Hebel 6o den Hebel 64 in Uhrzeigerrichtung
dreht, so daß sich der Lenker 12, nach links bewegt, um die Brennstoffzufuhr abzusperren.
Während dieser Bewegung ist der Lenker 46 angehoben, jedoch sein gegabeltes Ende
bleibt im Eingriff mit der Welle 27. Wenn ,die Stange 96 freigegeben wird,
kehrt der Lenker 46 in die Lage zurück, in der der Stift 5 i mit der Oberfläche
des Nockens 4o im Eingriff ist. Die Torsionsfeder 70 und die Pufferfeder
77 drehen die Hebel 64, 6o und 5o und bewegen den Lenker 46 in die durch den Nocken
4o bestimmte Lage.
Obgleich die Membran go vorzugsweise durch dein
Druck in einem Venturikanal in dem Einlaß, der zu dem Gebläse B führt, gesteuert
wird, kann der ganze Einlaß als Ventunikanul ausgebildet sein, wie in Fig. 7 gezeigt,
wo eine Drosselklappe 1q.a durch die Steuerstange 21 gesteuert wird. In der geschlossenen
Lage sperrt die Drosselklappe 1q.a den Luftstrom nicht vollständig ab, sondern beschränkt
ihn nur auf ein Maß, das im wesentlichen dem des Venfiurikanals 23 (Fig. z) gleicht.
Der Druck in. dem Ei@nlaß ändert sich so mit der Geschwindigkeit des Motors, wie
vorher beschrieben.