EP0023199A1 - Mechanisches Steuergerät für die Verstellung des Vollastbegrenzungsanschlages einer Einspritzbrennkraftmaschine - Google Patents

Mechanisches Steuergerät für die Verstellung des Vollastbegrenzungsanschlages einer Einspritzbrennkraftmaschine Download PDF

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EP0023199A1
EP0023199A1 EP19800890081 EP80890081A EP0023199A1 EP 0023199 A1 EP0023199 A1 EP 0023199A1 EP 19800890081 EP19800890081 EP 19800890081 EP 80890081 A EP80890081 A EP 80890081A EP 0023199 A1 EP0023199 A1 EP 0023199A1
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EP
European Patent Office
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stop
full
control device
pressure
rod
Prior art date
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Ceased
Application number
EP19800890081
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Dr. Dipl. Ing. Lehner
Peter Dr. Dipl. Ing. Herzog
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Friedmann and Maier AG
Original Assignee
Friedmann and Maier AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Friedmann and Maier AG filed Critical Friedmann and Maier AG
Publication of EP0023199A1 publication Critical patent/EP0023199A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D1/00—Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type
    • F02D1/02—Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type not restricted to adjustment of injection timing, e.g. varying amount of fuel delivered
    • F02D1/08—Transmission of control impulse to pump control, e.g. with power drive or power assistance
    • F02D1/10—Transmission of control impulse to pump control, e.g. with power drive or power assistance mechanical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D1/02—Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type not restricted to adjustment of injection timing, e.g. varying amount of fuel delivered
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/447—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston means specially adapted to limit fuel delivery or to supply excess of fuel temporarily, e.g. for starting of the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/24—Fuel-injection apparatus with sensors

Definitions

  • the position of the injection quantity adjustment element for example the control rod
  • the amount of fuel that can be processed by the engine differs according to the respective operating sizes .
  • this function is performed by the usual controller required for the operation of the engine, for example the idle speed controller or, for example, a boost dependent on the boost pressure. In these cases, however, you are bound to the controller design and its function, and it has not been possible to optimally control the full-load limit stop, which is to be made dependent on various operating variables.
  • the invention now relates to a mechanical control device for the setting of the full-load limit stop limiting the path of the delivery quantity adjusting element of an injection internal combustion engine, and aims to enable an optimal setting of the full-load limit stop.
  • the invention essentially consists in the fact that the control device is controlled by the respective operating State of the internal combustion engine regulating controller is specially designed and contains all of the control devices used to adjust the full-load limit stop depending on operating variables, such as, for example, speed, boost pressure etc. and possibly influencing variables, such as atmospheric air pressure, ambient temperature.
  • the separate design of the control device has the advantage that one is not tied to the design of the controller and therefore can coordinate the influence of the individual operating variables and influencing variables in a simple manner and can therefore carry out an optimal setting of the full load limit stop under all operating conditions.
  • This optimal consideration allows a full utilization of the engine power and at the same time avoids the risk of overloading the engine.
  • the coaxial and spatially combined arrangement of the measuring mechanisms causes great problems due to the spatial crowding of this arrangement. For example, it is not possible to create symmetrical movement initiations for all functional interventions, which on the one hand means increased frictional influences and, on the other hand, when the movement is reversed, the system changes and thus lost motion.
  • the separate design of the control unit for the adjustment of the full load limit stop also has the advantage that this separately designed control unit can be arranged on the engine at a location which is favorable for the engagement of the full load stop.
  • the control device can be driven by any motor shaft and even via V-belts, since a V-belt tear only stops the full-load control function, which, with a suitable design of the control device, does not result in engine damage, but at most leads to underperformance of the engine.
  • the drive of the controller should be like this be chosen so that it can fulfill its safety function under all circumstances.
  • the control unit has stops controlled by a speed measuring device, of which a first stop acts directly on the full-load limit stop and limits the adjustment path thereof according to the respective speed, and a second stop depends on the boost pressure within the full-load limit stop by the first Stop adjusted certain limits.
  • the first stop thus determines the absolute limit of the amount of fuel that can be injected, which must not be exceeded during operation to avoid damaging the engine and to avoid exceeding the smoke limit.
  • the second stop represents the optimal position of the full load limit stop within this limit that cannot be exceeded.
  • the arrangement is such that the stops are formed by rotatably mounted cam disks that can be rotated by the speed measuring device, and the cam disk forming the first stop detects the adjustment movement of a counter-stop connected to the full-load limiting stop, for example a roller, in the sense of increasing the full-load quantity. limited and the cam forming the second stop cooperates with a counter-stop arranged on a lever, for example a roller, with one end of the lever being acted upon by a pressure-sensitive element, for example a diaphragm, acted upon by the boost pressure, and the other end of the lever engaging one with the part acting at the full load limit stop comes to a stop.
  • a pressure-sensitive element for example a diaphragm
  • the cam disc forming the first stop thus determines the absolute limit for the maximum setting of the full load limit stop, which must not be exceeded to avoid damaging the engine and exceeding the smoke limit.
  • the cam disc forming the second stop adjusts the two-armed lever depending on the boost pressure within the limit given by the first stop. When the cam disc forming the first stop comes into contact with the counter-stop of the full-load limit stop, the full-load limit stop can no longer be adjusted in terms of increasing the fuel quantity.
  • the lever is pressed by a spring against the cam disc forming the second stop. If the boost pressure rises, this has no effect, since the end of the two-armed lever, which interacts with the full-load limit stop, is supported by the first stop and therefore lifts off from the cam disk forming the second stop.
  • the limit of the adjustment of the full-load limit stop determined by the first stop in the sense of an increase in the fuel quantity can thus not be exceeded.
  • the rotatably mounted cams are expediently adjusted by a coupling linkage with one another and with one of the sleeves of the speed measuring mechanism baren part, for example a pivot lever, coupled, resulting in a simple and reliable construction.
  • the coupling rod connecting the two cam disks and / or the coupling rod connecting the cam disc with the part that can be adjusted by the sleeve can be adjustable in length in order to enable precise adjustment.
  • the rotary bearing of the cam disc forming the second stop is expediently stationary.
  • the rotary bearing of the cam disk forming the first stop can also be arranged in a stationary manner according to the invention.
  • the rotary bearing of the cam disc forming the first stop can move in the direction of the movement of the part connected to the full-load limit stop in a pressure-sensitive organ under the effect of atmospheric pressure and / or under the influence of the ambient temperature temperature-sensitive organ can be displaced to a certain extent.
  • reduced air pressure such as when driving on pass roads, less air gets into the combustion chamber and therefore the limit for the amount of fuel that can be injected must also be reduced. This can be taken into account by displacing the rotary bearing of the cam disc forming the first stop by the pressure-sensitive element, for example a pressure load cell.
  • the design can be made so that the pressure-sensitive element is formed by a pressure cell which adjusts a rod with stepped control surfaces in its longitudinal direction perpendicular to the direction of displacement of the rotary bearing of the cam disc forming the first stop, and that a rotary bearing supports this , slidable in its longitudinal direction guided bolt, the end of which is preferably designed in the form of a blade, is supported against the stepped control surfaces, the bolt bearing the pivot bearing being spring-loaded in the sense of lifting off from the rod having the stepped control surfaces.
  • the stepped design of the rod has the advantage over an inclined surface that the adjustment path of the pressure-sensitive member cannot be influenced by the reaction of the displaceable part which has the rotary bearing of the cam disc forming the first stop, since effects in the longitudinal direction of this rod are avoided by the stepped design . Because the rotary bearing of this cam, which forms the first stop, is spring-loaded in the sense of lifting off the stepped rod, this stepped rod and thus the pressure-sensitive element is released each time the full-load limit stop is ineffective, so that it corresponds to the atmospheric conditions can set freely.
  • the control can also take place depending on the temperature of the intake air.
  • the arrangement can be such that the pressure cell or the rod having the stepped control surfaces, optionally with the pressure cell, is pivotally mounted about a joint in a plane perpendicular to the direction of displacement of the bolt carrying the pivot bearing, so that the levels are below a 90 0 angle different to the direction of the pivot bearing at an angle and that the rod, the stepped control surfaces having being pivotable by the temperature-sensitive element, wherein advantageously also the cooperating with the stepped cutting edge has the same inclination as the steps.
  • the temperature-sensitive element is formed by a hollow expansion element, into the cavity of which two lines open, one of which is connected to a space from which the combustion air is drawn in, and the other to a lower one Pressurized space, for example connected to the intake manifold of the loader. This ensures that the temperature of the air to be sucked in is made effective on the temperature-sensitive organ.
  • the invention is illustrated schematically in the drawing using exemplary embodiments.
  • FIG. 1 and 2 show schematically the design of the control device, wherein FIG. 1 shows a section along line I - I of FIG. 2 and FIG. 2 shows a section along line II - II of FIG. 1.
  • 3 shows a partial section analogous to FIG. 1.
  • Figure 4 shows a section along line IV - IV of Figure 3.
  • 5 shows a plan view of the pressure cell and the temperature-sensitive organ in the direction of arrow V in FIG. Fig. 6 shows a diagram.
  • a centrifugal force measuring mechanism 3 driven by a V-belt pulley 2 is mounted, the sleeve of which is designated by 4.
  • the sleeve 4 acts on a fixed bearing 5 of the housing 1 lever 6, at the free end 7 of which a coupling rod 8 is articulated, which is supported by a fixedly supported compression spring 9 against the force of the sleeve 4.
  • a cam disc 1o forming the first stop is pivotably articulated on a rotary bearing 11 and has a lever 12 which is connected to the coupling linkage 8 by means of a hinge pin 13 connected is.
  • a cam disk 14 forming the second stop is articulated on a rotary bearing 15 arranged in a stationary manner in the housing 1 and has a lever 16 which engages on the coupling rod 8 by means of an articulated bolt 17. With a movement of the sleeve 4 in the sense of an increase in the speed, the two cams 1o and 14 are pivoted counterclockwise.
  • the coupling linkage 8 is divided into two coupling rods 18 and 19, which are articulated at the pivot point 13.
  • both coupling rods 18 and 19 are adjustable in length for the purpose of adjustment.
  • the pivot bearing 11 can be arranged in a stationary manner and is assumed to be stationary when viewed temporarily.
  • the full-load limit stop is indicated at 22.
  • This full-load limit stop is connected via a rod 23 guided in the housing 1 to a roller 24 forming the counter-stop for the cam plate 10, which is pressed by a compression spring 25 in the direction of the cam plate 10.
  • the maximum full-load position of the full-load limit stop 22 is limited by this cam plate 10.
  • 26 is a membrane which is loaded by a compression spring 27. In the space 28 below this membrane, the boost pressure is made effective via a connecting line 29.
  • a rod 3o guided in the housing 1 is connected to the membrane, and an arm of a two-armed lever 32 is connected to the upper end 31 thereof, the other end of which engages the axis 33 of the roller 24.
  • a roller 35 is rotatably mounted about an axis 34, which forms the counter-stop for the cam disk 14.
  • the two-armed lever 32 can thus be pivoted as a function of the respective boost pressure and the extent to which this pivoting affects the rod 23 or the full load limiting stop 22 affects, is determined by the position of the cam 14.
  • the absolute limit for the adjustment of the full-load limit stop 22 in the sense of an increase in the amount of fuel is determined by the stop of the roller 24 on the cam plate 10.
  • FIG. 1 For the sake of greater clarity, an arrow 36 is drawn in FIG. 1, which indicates the direction of adjustment of the full-load limit stop 22 in the sense of an increase in the amount of fuel.
  • the rod 4o can thus lower further and this has the consequence that the full-load limit stop 22 can now move in the sense of an increase in the fuel quantity (arrow 36).
  • the formation of the stages 42 is advantageous because it prevents a reaction from the rod 4o on the pressure cell 37.
  • a spring 43 F FIG. 2
  • the rod 4 0 is pulled up to the stop on a collar 44 as long as the full load limit stop 22 is not loaded, so that the steps 42 are overcome can.
  • the spring 25 presses the roller 24 and thus the full load limit stop 22 downward.
  • the spring 43 pulls the rotary bearing 11 of the cam plate 10 upwards.
  • the spring 43 must therefore exert a greater force than the spring 25. In the full-load position of the control element or the control rod, the excess force of the spring 43 must therefore be overcome so that the full-load limiting stop 22 comes into the correct position.
  • the embodiment according to FIGS. 3, 4 and 5 differs from the embodiment according to FIG. 1 in that the height adjustment of the rotary bearing 11 is controlled not only as a function of pressure but also as a function of temperature.
  • the pressure cell 37 is pivotally mounted about a pivot axis 45 in a plane perpendicular to the axis of the bolt 4 0 , that is to say perpendicular to the direction of displacement of the rotary bearing 11.
  • an expansion element 49 is articulated by means of a tab 47 and a rod 48, which is fixed to the housing 1 by means of a flange 50. When this expansion element 49 expands under the effect of the temperature, the rod 39 is pivoted to the left, based on FIG.
  • the steps 46 lie at an angle deviating from 90 ° to the axis of the bolt 4o, as can be seen from FIG. It is therefore raised or lowered in accordance with this inclined position when the rod 39 is pivoted, the bolt 4o.
  • the cutting edge 41 has the same slope as the steps 46.
  • the expansion element 49 is hollow and has two connections 51 and 52, to which lines are connected.
  • the line leading to connection 51 is connected to a room from which the combustion air is drawn in and the line leading to connection 52 is connected to one room under less pressure, for example connected to the suction pipe of the loader. In this way, the expansion element 49 is flowed through by the air to be sucked in by the engine and is at the temperature of this air.
  • FIG. 6 A diagram is shown in FIG. 6, the control rod position being shown in the ordinate and the engine speed n in the abscissa.
  • the direction of the arrow on the ordinate indicates the direction of increase in the amount of fuel.
  • Curve b represents the maximum limitation of the injection quantity, which must not be exceeded in any operating case.
  • Curve a shows the upper limit of the injection quantity of the uncharged engine.
  • Diaphragm 26 and rod 3o now increase the amount of fuel as a function of the boost pressure, as curves a 'and a "show.
  • the maximum amount of fuel corresponding to the respective speed is limited by curve b, which is due to the interaction of cam disc 1o is effected with the roller 33.
  • a second curve b ' is now shifted parallel to curve b.
  • This curve shows the change in the maximum limitation achieved by adjusting the rod 40 as a function of the atmospheric pressure and / or the atmospheric temperature.

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Abstract

Für die Begrenzung des Verschiebeweges eines Fördermengenverstellgliedes für die Einspritzpumpen für Einspritzbrennkraftmaschinen ist ein Vollastbegrenzungsanschlag (22) vorgesehen, welcher von einem mechanischen Steuergerät, welches gesondert von dem die Verstellung des Fördermengenverstellgliedes in Betrieb bewirkenden Regler ausgebildet ist, vorgesehen. Dieses Steuergerät für den Vollastbegrenzungsanschlag (22) weist ein Drehzahlmeßwerk (3), eine Druckmeßdose (26) sowie verschiedene Anschläge (10, 14) auf, welche in Abhängigkeit von den Betriebsgrößen die jeweilige Position des Vollastbegrenzungsanschlages (22) bestimmen.

Description

  • Bei Einspritzbrennkraftmaschinen wird die Stellung des Einspritzmengenverstellgliedes, beispielsweise der Regelstange, durch einen Regler oder Anschlag begrenzt. Die vom Motor verarbeitbare Brennstoffmenge ist entsprechend der jeweiligen Betriebsgrögen verschieden. Um die Leistung der Brennkraftmaschine besser ausnützen zu können, ist es bekannt, die Vollaststellung der Regelstange verstellbar zu begrenzen und die Begrenzung entsprechend den Betriebsgrößen zu steuern. Bei den bekannten Ausbildungen wird diese Funktion von dem üblichen für den Betrieb des Motors erforderlichen Regler, beispielsweise dem Leerlaufendregler oder beispielsweise einem ladedruckabhängigen Anschlag übernommen. In diesen Fällen ist man aber an die Reglerausbildung und dessen Funktion gebunden und es ist nicht gelungen, eine optimale Steuerung des Vollastbegrenzungsanschlages, welcher von verschiedenen Betriebsgrößen abhängig gemacht werden soll, zu verwirklichen.
  • Die Erfindung bezieht sich nun auf ein mechanisches Steuergerät für die Einstellung des den Weg des Fördermengenverstellgliedes einer Einspritzbrennkraftmaschine begrenzenden Vollastbegrenzungsanschlages und zielt darauf ab, eine optimale Einstellung des Vollastbegrenzungsanschlages zu ermöglichen. Die Erfindung besteht hiebei im wesentlichen darin, daß das Steuergerät von dem den jeweiligen Betriebs- zustand der Brennkraftmaschine regelnden Regler gesondert ausgebildet ist und alle zur Verstellung des Vollastbegrenzungsanschlages in Abhängigkeit von Betriebsgrößen, wie beispielsweise Drehzahl, Ladedruck u.s.f. und gegebenenfalls von Einflußgrößen, wie atmosphärischem Luftdruck, Umgebungstemperatur u.s.f. dienenden Steuereinrichtungen enthält. Die gesonderte Ausbildung des Steuergerätes hat den Vorteil, daß man nicht an die Ausbildung des Reglers gebunden ist und daher den Einfluß der einzelnen Betriebsgrößen und Einflußgrößen auch in einfacher Weise koordinieren und damit unter allen Betriebsbedingungen eine optimale Einstellung des Vollastbegrenzungsanschlages durchführen kann. Durch diese optimale Berücksichtigung wird eine volle Ausnützung der Motorleistung ermöglicht und gleichzeitig auch die Gefahr einer Überlastung des Motors vermieden. Bei an sich bekannten kombinierten Regel- und Steuergeräten, bei welchen sowohl dem Regler als auch dem Steuergerät ein eigenes Meßwerk zugeordnet ist, treten durch die gleichachsige und räumlich kombinierte Anordnung der Meßwerke große Probleme infolge der räumlichen Gedrängtheit dieser Anordnung auf. Es ist dabei beispielsweise nicht möglich, für alle Funktionseingriffe symmetrische Bewegungseinleitungen zu schaffen, was einerseits erhöhte Reibungseinflüsse und anderseits bei Bewegungsumkehr Anlagewechsel und damit Totgang bedeutet. Die gesonderte Ausbildung des Steuergerätes für die Verstellung des Vollastbegrenzungsanschlages hat auch den Vorteil, daß dieses gesondert ausgebildete Steuergerät am Motor an einer für den Eingriff des Vollastanschlages günstigen Stelle angeordnet werden kann. Der Antrieb des Steuergerätes kann von einer beliebigen Motorwelle und auch sogar über Keilriemen erfolgen, da ein Keilriemenriß lediglich die Vollaststeuerfunktion stillegt, was bei geeigneter Ausbildung des Steuergerätes zu keinem Motorschaden, sondern höchstens zu einer Minderleistung des Motors führt. Im Gegensatz dazu sollte der Antrieb des Reglers unbedingt so gewählt werden, daß er unter allen Umständen seine Sicherheitsfunktion erfüllen kann.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Steuergerät von einem Drehzahlmeßwerk gesteuerte Anschläge auf, von welchen ein erster Anschlag unmittelbar auf den Vollastbegrenzungsanschlag wirkt und den Verstellweg desselben entsprechend der jeweiligen Drehzahl begrenzt und ein zweiter Anschlag in Abhängigkeit vom Ladedruck den Volllastbegrenzungsanschlag innerhalb der durch den ersten Anschlag bestimmten Grenzen verstellt. Der erste Anschlag bestimmt somit die absolute Grenze der einspritzbaren Brennstoffmenge, welche im Betrieb zur Vermeidung einer Schädigung des Motors und zur Vermeidung einer Überschreitung der Rauchgrenze nicht überschritten werden darf. Der zweite Anschlag stellt innerhalb dieser nicht überschreitbaren Grenze die für den jeweiligen Betriebsfall optimale Stellung des Vollastbegrenzungsanschlages dar.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anordnung so getroffen, daß die Anschläge von verdrehbar gelagerten und vom Drehzahlmeßwerk verdrehbaren Kurvenscheiben gebildet sind und die den ersten Anschlag bildende Kurvenscheibe die im Sinne einer Vergrößerung der Vollastmenge erfolgende Verstellbewegung eines mit dem Vollastbegrenzungsanschlag verbundenen Gegenanschlages, beispielsweise einer Rolle, begrenzt und die den zweiten Anschlag bildende Kurvenscheibe mit einem an einem Hebel angeordneten Gegenanschlag, beispielsweise einer Rolle, zusammenwirkt, wobei an dem einen Ende des Hebels ein vom Ladedruck beaufschlagtes druckempfindliches Organ, beispielsweise eine Membrane, angreift und das andere Ende des Hebels auf einen mit dem Vollastbegrenzungsanschlag wirkenden Teil zum Anschlag gelangt. Die den ersten Anschlag bildende Kurvenscheibe bestimmt somit die absolute Grenze für die Maximaleinstellung des Volllastbegrenzungsanschlages, welche zur Vermeidung einer Schädigung des Motors und einer Überschreitung der Rauchgrenze nicht überschritten werden darf. Die den zweiten Anschlag bildende Kurvenscheibe verstellt den zweiarmigen Hebel in Abhängigkeit vom Ladedruck innerhalb der durch den ersten Anschlag gegebenen Grenze. Wenn die den ersten Anschlag bildende Kurvenscheibe in Anlage mit dem Gegenanschlag des Vollastbegrenzungsanschlages gelangt, kann sich der Vollastbegrenzungsanschlag nicht mehr im Sinne einer Vergrößerung der Brennstoffmenge verstellen.
  • Gemäß der Erfindung wird der Hebel durch eine Feder gegen die den zweiten Anschlag bildende Kurvenscheibe gedrückt. Wenn der Ladedruck ansteigt, so ist dies wirkungslos, da das Ende des zweiarmigen Hebels, welcher mit dem Vollastbegrenzungsanschlag zusammenwirkt, durch den ersten Anschlag abgestützt ist und sich daher von der den zweiten Anschlag bildenden Kurvenscheibe abhebt. Es kann somit die durch den ersten Anschlag bestimmte Grenze der Verstellung des Volllastbegrenzungsanschlages im Sinne einer Vergrößerung der Brennstoffmenge nicht überschritten werden. Dies ist wichtig, da einerseits bei sehr rascher Verzögerung und anschließend sofortigem Beschleunigen der Brennkraftmaschine durch die Trägheit der Turboladereinheit ein für den jeweiligen Betriebspunkt des Motors zu großes Luftangebot vorhanden sein könnte, so daß bei Steuerung des Vollastanschlages ausschließlich durch den Ladedruck eine für den Motor unzulässig hohe Kraftstoffmenge eingespritzt werden würde. Anderseits könnten Exemplarstreuungen bei den einzelnen Turboladern ebenfalls zu einer unerwünscht hohen Kraftstoffmehrmenge führen.
  • Gemäß der Erfindung sind zweckmäßig die verdrehbar gelagerten Kurvenscheiben durch ein Kuppelgestänge miteinander und mit einem von der Muffe des Drehzahlmeßwerkes verstellbaren Teil, beispielsweise einem Schwenkhebel, gekuppelt, wodurch sich eine einfache und betriebssichere Konstruktion ergibt. Hiebei können die die beiden Kurvenscheiben verbindende Kuppelstange und/oder die die Kurvenscheibe mit dem von der Muffe verstellbaren Teil verbindende Kuppelstange längenverstellbar sein, um eine präzise Einstellung zu ermöglichen.
  • Gemäß der Erfindung ist zweckmäßig die Drehlagerung der den zweiten Anschlag bildenden Kurvenscheibe ortsfest. Auch die Drehlagerung der den ersten Anschlag bildenden Kurvenscheibe kann gemäß der Erfindung ortsfest angeordnet sein. Es kann aber auch bei einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Drehlagerung der den ersten Anschlag bildenden Kurvenscheibe in Richtung der Bewegung des mit dem Vollastbegrenzungsanschlag verbundenen Teiles in einem durch ein unter der Wirkung des Atmosphärendruckes stehendes druckempfindliches Organ und/oder ein unter dem Einfluß der Umgebungstemperatur stehendes temperaturempfindliches Organ bestimmten Ausmaß verschiebbar sein. Bei verringertem Luftdruck, wie beispielsweise beim Befahren von Paßstraßen, gelangt weniger Luft in den Verbrennungsraum und es muß daher auch die Grenze für die einspritzbare Brennstoffmenge herabgesetzt werden. Dies kann durch Verschiebung der Drehlagerung der den ersten Anschlag bildenden Kurvenscheibe durch das druckempfindliche Organ, beispielsweise eine Druckmeßdose, berücksichtigt werden.
  • Gemäß der Erfindung kann hiebei die Ausbildung-so getroffen werden, daß das druckempfindliche Organ von einer Druckmeßdose gebildet ist, welche eine Stange mit gestuften Steuerflächen in ihrer Längsrichtung senkrecht zur Verschieberichtung der Drehlagerung der den ersten Anschlag bildenden Kurvenscheibe verstellt, und daß ein diese Drehlagerung tragender, in seiner Längsrichtung verschiebbar geführter Bolzen, dessen Ende vorzugsweise schneidenförmig ausgebildet ist, gegen die gestuften Steuerflächen abgestützt ist, wobei der die Drehlagerung tragende Bolzen im Sinne eines Abhebens von der die stufenförmige Steuerflächen aufweisenden Stange federbelastet ist. Die gestufte Ausbildung der Stange hat gegenüber einer Schrägfläche den Vorteil, daß der Verstellweg des druckempfindlichen Organs nicht durch Rückwirkung des die Drehlagerung der den ersten Anschlag bildenden Kurvenscheibe aufweisenden verschiebbaren Teiles beeinflußt werden kann, da Einwirkungen in der Längsrichtung dieser Stange durch die stufenförmige Ausbildung vermieden sind. Dadurch, daß die Drehlagerung dieser den ersten Anschlag bildenden Kurvenscheibe im Sinne eines Abhebens von der gestuften Stange federbelastet ist, wird jedesmal, wenn der Vollastbegrenzungsanschlag außer Wirkung ist, diese gestufte Stange und damit das druckempfindliche Organ freigegeben, so daß es sich entsprechend den atmosphärischen Bedingungen frei einstellen kann.
  • Die Steuerung kann überdies auch in Abhängigkeit von der Temperatur der angesaugten Luft erfolgen. Zu diesem Zweck kann gemäß der Erfindung die Anordnung so getroffen sein, daß die Druckmeßdose oder die die gestuften Steuerflächen aufweisende Stange, gegebenenfalls mit der Druckmeßdose, in einer senkrecht zur Verschieberichtung des die Drehlagerung tragenden Bolzens liegenden Ebene um ein Gelenk verschwenkbar gelagert ist, daß die Stufen unter einem von 900 abweichenden Winkel zur Verschieberichtung der Drehlagerung schräg liegen und daß die die gestuften Steuerflächen aufweisende Stange durch das temperaturempfindliche Organ verschwenkbar ist, wobei zweckmäßig auch die mit den Stufen zusammenwirkende Schneide die gleiche Schrägung wie die Stufen aufweist. Durch die Verschwenkung der die gestuften Steuerflächen aufweisenden Stange wird der die Drehlagerung tragende Bolzen gehoben oder gesenkt, wodurch auch der Temperatur Rechnung getragen wird. Hiebei ist die Anordnung zweckmäßig so getroffen, daß das temperaturempfindliche Organ von einem hohlen Dehnungselement gebildet ist, in dessen Hohlraum zwei Leitungen münden, von welchen die eine an einen Raum angeschlossen ist, aus welchem die Verbrennungsluft angesaugt wird, und die andere an einen unter geringerem Druck stehenden Raum, beispielsweise an das Saugrohr des Laders, angeschlossen ist. Damit wird gewährleistet, daß die Temperatur der anzusaugenden Luft auf das temperaturempfindliche Organ wirksam gemacht wird.
  • In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch veranschaulicht.
  • Fig.1 und 2 zeigen schematisch die Ausbildung des Steuergerätes, wobei Fig.1 einen Schnitt nach Linie I - I der Fig.2 und Fig.2 einen Schnitt nach Linie II - II der Fig.1 darstellt. Fig.3, 4 und 5 zeigen eine Variante, bei welcher auch die Temperatur der anzusaugenden Luft für die Steuerung berücksichtigt wird. Fig.3 zeigt hiebei einen Teilschnitt analog zu Fig.1. Fig.4 zeigt einen Schnitt nach Linie IV - IV der Fig.3. Fig.5 zeigt eine Draufsicht auf die Druckmeßdose und das temperaturempfindliche Organ in Richtung des Pfeiles V der Fig.4. Fig.6 zeigt ein Diagramm.
  • In einem Gehäuse 1 ist ein von einer Keilriemenscheibe 2 angetriebenes Fliehkraftmeßwerk 3 gelagert, dessen Muffe mit 4 bezeichnet ist. Die Muffe 4 wirkt auf einen an einer ortsfesten Lagerstelle 5 des Gehäuses 1 gelagerten Hebel 6, an dessen freiem Ende 7 ein Kupplungsgestänge 8 angelenkt ist, welches durch eine ortsfest abgestützte Druckfeder 9 entgegen der Kraft der Muffe 4 abgestützt ist. Eine den ersten Anschlag bildende Kurvenscheibe 1o ist an einer Drehlagerung 11 schwenkbar angelenkt und weist einen Hebel 12 auf, welcher mittels eines Gelenkbolzens 13 mit dem Kupplungsgestänge 8 verbunden ist. Eine den zweiten Anschlag bildende Kurvenscheibe 14 ist an einer im Gehäuse 1 ortsfest angeordneten Drehlagerung 15 angelenkt und weist einen Hebel 16 auf, der mittels eines Gelenkbolzens 17 an dem Kupplungsgestänge 8 angreift. Bei einer Bewegung der Muffe 4 im Sinne einer Erhöhung der Drehzahl werden somit die beiden Kurvenscheiben 1o und 14 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt.
  • Das Kupplungsgestänge 8 ist in zwei Kuppelstangen 18 und 19 unterteilt, welche im Gelenkpunkt 13 gelenkig miteinander verbunden sind. Durch Kontramuttern 2o und 21 sind beide Kupplungsstangen 18 und 19 zum Zwecke der Einstellung längenveränderbar.
  • Die Drehlagerung 11 kann ortsfest angeordnet sein und wird bei der einstweiligen Betrachtung als ortsfest angenommen. Mit 22 ist der Vollastbegrenzungsanschlag angedeutet. Dieser Vollastbegrenzungsanschlag ist über eine im Gehäuse 1 geführte Stange 23 mit einer dem Gegenanschlag für die Kurvenscheibe 1o bildenden Rolle 24 verbunden, welche durch eine Druckfeder 25 in Richtung zur Kurvenscheibe 1o gedrückt wird. Durch diese Kurvenscheibe 1o wird die maximale Vollaststellung des Vollastbegrenzungsanschlages 22 begrenzt. 26 ist eine Membrane, welche durch eine Druckfeder 27 belastet ist. Im Raum 28 unterhalb dieser Membrane wird über eine Anschlußleitung 29 der Ladedruck wirksam gemacht. Mit der Membrane ist eine im Gehäuse 1 geführte Stange 3o verbunden, an deren oberem Ende 31 ein Arm eines zweiarmigen Hebels 32 angelenkt ist, dessen anderes Ende an der Achse 33 der Rolle 24 angreift. In der Mitte dieses zweiarmigen Hebels 32 ist um eine Achse 34 drehbar eine Rolle 35 gelagert, welche den Gegenanschlag für die Kurvenscheibe 14 bildet. Durch die Membrane 26 ist somit in Abhängigkeit vom jeweiligen Ladedruck der zweiarmige Hebel 32 verschwenkbar und das Ausmaß, in welchem sich diese Verschwenkung auf die Stange 23 bzw. den Vollastbegrenzungsanschlag 22 auswirkt, ist durch die Stellung der Kurvenscheibe 14 bestimmt. Die Absolutgrenze für die Verstellung des Vollastbegrenzungsanschlages 22 im Sinne einer Vergrößerung der Brennstoffmenge ist aber durch Anschlag der Rolle 24 an der Kurvenscheibe 1o bestimmt.
  • Der größeren Deutlichkeit halber ist in Fig.1 ein Pfeil 36 eingezeichnet, welcher die Verstellrichtung des Vollastbegrenzungsanschlages 22 im Sinne einer Vergrößerung der Brennstoffmenge anzeigt.
  • Fig.1 und 2 zeigen nun eine Möglichkeit, wie auch der Atmosphärendruck und die Atmosphärentemperatur in die Steuerung miteinbezogen werden kann. 37 ist eine Druckmeßdose, deren eines Ende bei 38 ortsfest gehaltert ist und deren anderes Ende eine Stange 39 aufweist. Im Gehäuse 1 ist eine Stange 4o verschiebbar gelagert und das obere Ende dieser Stange 4o trägt die Drehlagerung 11 der Kurvenscheibe 10. Das untere Ende der Stange 4o ruht mit einer Schneide 41 auf der Stange 39 auf, welche mit Stufen 42 ausgebildet ist. Bei Verringerung des Atmosphärendruckes dehnt sich die Druckmeßdose 37 aus und die Stange 39 bewegt sich nach rechts. Bei Vergrößerung des Atmosphärendruckes zieht sich die Druckmeßdose 37 zusammen und die Stange 39 bewegt sich nach links. Die Schneide 41 kann somit die Stufen 42 abtasten. Bei größerem Atmosphärendruck kann sich somit die Stange 4o weiter absenken und dies hat zur Folge, daß der Vollastbegrenzungsanschlag 22 sich nun im Sinne einer Vergrößerung der Brennstoffmenge (Pfeil 36) bewegen kann. Die Ausbildung der Stufen 42 ist deshalb vorteilhaft, weil dadurch eine Rückwirkung von der Stange 4o auf die Druckmeßdose 37 vermieden wird. Durch eine Feder 43 (Fig.2) wird die Stange 40, solange der Vollastbegrenzungsanschlag 22 nicht belastet ist, nach oben bis zum Anschlag an einen Bund 44 gezogen, so daß die Stufen 42 überwunden werden können. Die Feder 25 drückt die Rolle 24 und damit den Vollastbegrenzungsanschlag 22 nach unten. Die Feder 43 zieht die Drehlagerung 11 der Kurvenscheibe 1o nach oben. Die Feder 43 muß somit eine größere Kraft ausüben als die Feder 25. In der Vollaststellung des Regelgliedes bzw. der Regelstange muß daher die überschüssige Kraft der Feder 43 überwunden werden, damit der Vollastbegrenzungsanschlag 22 in die richtige Lage gelangt.
  • Die Ausführungsform nach Fig.3, 4 und 5 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig.1 dadurch, daß die Höhenverstellung der Drehlagerung 11 nicht nur durckabhängig, sondern auch temperaturabhängig gesteuert ist. Zu diesem Zweck ist die Druckmeßdose 37 um eine Schwenkachse 45 in einer Ebene senkrecht zur Achse des Bolzens 40, d.h. also senkrecht zur Verschieberichtung der Drehlagerung 11 schwenkbar gelagert. An der die gestuften Steuerflächen 46 aufweisenden Stange 39 ist mittels einer Lasche 47 und einer Stange 48 ein Dehnungselement 49 angelenkt, welches mittels eines Flansches 5o am Gehäuse 1 festgelegt ist. Bei einer Ausdehnung dieses Dehnungselementes 49 unter der Einwirkung der Temperatur wird somit die Stange 39, bezogen auf Fig.-5, nach links geschwenkt, wobei der Schwenkradius mit R bezeichnet ist. Die Stufen 46 liegen um einen von 90° abweichenden Winkel schräg zur Achse des Bolzens 4o, wie dies aus Fig.4 ersichtlich ist. Es wird daher entsprechend dieser Schräglage bei einer Verschwenkung der Stange 39 der Bolzen 4o gehoben oder gesenkt. Die Schneide 41 weist die gleiche Schrägung auf wie die Stufen 46.
  • Das Dehnungselement 49 ist hohl ausgebildet und weist zwei Anschlüsse 51 und 52 auf, an welche Leitungen angeschlossen sind. Die zum Anschluß 51 führende Leitung ist an einen Raum angeschlossen, aus welchem die Verbrennungsluft angesaugt wird und die zum Anschluß 52 führende Leitung ist an einen unter gerimgerem Druck stehenden Raum angeschlossen, beispielsweise an das Saugrohr des Laders. Auf diese Weise wird das Dehnungselement 49 von der vom Motor anzusaugenden Luft durchströmt und steht unter der Temperatur dieser Luft.
  • In Fig.6 ist ein Diagramm dargestellt, wobei die Regelstangenstellung in der Ordinate und die Drehzahl n des Motors in der Abszisse dargestellt ist. Die Pfeilrichtung der Ordinate gibt die Richtung der Vergrößerung der Brennstoffmenge an.
  • Die Kurve b stellt die maximale Begrenzung der Einspritzmenge dar, welche in keinem Betriebsfall überschritten werden darf. Die Kurve a zeigt die Obergrenze der Einspritzmenge des nicht aufgeladenen Motors. Durch die Membrane 26 und die Stange 3o wird nun in Abhängigkeit vom Ladedruck die Brennstoffmenge erhöht, wie die Kurven a' und a" zeigen. Die der jeweiligen Drehzahl entsprechende maximale Brennstoffmenge ist aber durch die Kurve b begrenzt, was durch das Zusammenwirken der Kurvenscheibe 1o mit der Rolle 33 bewirkt wird.
  • Parallel zur Kurve b verschoben ist nun noch eine zweite Kurve b'. Diese Kurve zeigt die durch die Verstellung der Stange 4o in Abhängigkeit vom Atmosphärendruck und/oder von der Atmosphärentemperatur erzielte Veränderung der Maximalbegrenzung an.

Claims (12)

1. Mechanisches Steuergerät für die Einstellung des den Weg des Fördermengeneinstellgliedes einer Einspritzbrennkraftmaschine begrenzenden Vollastbegrenzungsanschlages, dadurch gekennzeichnet,
daß es von dem den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine regelnden Regler gesondert ausgebildet ist und alle zur Verstellung des Vollastbegrenzungsanschlages -(22) in Abhängigkeit von Betriebsgrößen, wie beispielsweise Drehzahl, Ladedruck, u.s.f. und gegebenenfalls von Einflußgrößen, wie-atmosphärischem Luftdruck, Umgebungstemperatur u.s.f. dienenden Steuereinrichtungen enthält.
2. Steuergerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß es von einem Drehzahlmeßwerk gesteuerte Anschläge aufweist, von welchen ein erster Anschlag (10) unmittelbar auf den Vollastbegrenzungsanschlag (22) wirkt und den Verstellweg desselben entsprechend der jeweiligen Drehzahl begrenzt und ein zweiter Anschlag (14) in Abhängigkeit vom Ladedruck den Vollastbegrenzungsanschlag (22) innerhalb der durch den ersten Anschlag (10) bestimmten Grenzen verstellt.
3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschläge (10, 14) von verdrehbar gelagerten und vom Drehzahlmeßwerk verdrehbaren Kurvenscheiben gebildet sind und die den ersten Anschlag (10) bildende Kurvenscheibe die im Sinne einer Vergrößerung der Volllastmenge erfolgende Verstellbewegung eines mit dem Vollastbegrenzungsanschlag (22) verbundenen Gegenanschlages, beispielsweise einer Rolle (24), begrenzt und die den zweiten Anschlag (14) bildende Kurvenscheibe mit einem an einem Hebel angeordneten Gegenanschlag, beispielsweise einer Rolle (35), zusammenwirkt, wobei an dem einen Ende des Hebels (32) ein vom Ladedruck beaufschlagtes druckempfindliches Organ, beispielsweise eine Membrane (26), angreift und das andere Ende des Hebels (32) auf einen mit dem Vollastbegrenzungsanschlag (22) wirkenden Teil zum Anschlag gelangt.
4. Steuergerät nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Hebel (32) durch eine Feder (25) gegen die den zweiten Anschlag bildende Kurvenscheibe gedrückt ist.
5. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die verdrehbar gelagerten Kurvenscheiben (12, 14) durch ein Kuppelgestänge (8) miteinander und mit einem von der Muffe (4) des Drehzahlmeßwerkes (3) verstellbaren Teil, beispielsweise einem Schwenkhebel (6), gekuppelt sind.
6. Steuergerät nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die die beiden Kurvenscheiben (12, 14) verbindende Kuppelstange (19) und/oder die die Kurvenscheibe (12, 14) mit den von der Muffe (4) verstellbaren Teil (6) verbindende Kuppelstange (18) längenverstellbar ist.
7. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehlagerung (15) der den zweiten Anschlag bildenden Kurvenscheibe (14) ortsfest ist.
8. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehlagerung (11)_der den ersten Anschlag bildenden Kurvenscheibe (12) ortsfest ist.
9. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehlagerung (11) der den ersten Anschlag bildenden Kurvenscheibe (12) in Richtung der Bewegung des mit dem Vollastbegrenzungsanschlag verbundenen Teiles (23) in einem durch ein unter der Wirkung des Atmosphärendruckes stehendes druckempfindliches Organ (37) und/oder ein unter dem Einfluß der Umgebungstemperatur stehendes temperaturempfindliches Organ (49) bestimmten Ausmaß verschiebbar ist.
10. Steuergerät nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das druckempfindliche Organ (37) von einer Druckmeßdose gebildet ist, welche eine Stange (39) mit gestuften Steuerflächen (42) in ihrer Längsrichtung senkrecht zur Verschieberichtung der Drehlagerung (13) der den ersten Anschlag bildenden Kurvenscheibe (12) verstellt, und daß ein diese Drehlagerung (13) tragender, in seiner Längsrichtung verschiebbar geführter Bolzen (40), dessen Ende (41) vorzugsweise schneidenförmig ausgebildet ist, gegen die gestuften Steuerflächen (42) abgestützt ist, wobei der die Drehlagerung (13) tragende Bolzen (40) im Sinne eines Abhebens von der die stufenförmige Steuerflächen aufweisenden Stange (39) federbelastet (Feder 43) ist.
11. Steuergerät nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckmeßdose (37) oder die die gestuften Steuerflächen aufweisende Stange (39),"gegebenenfalls mit der Druckmeßdose (37) in einer senkrecht zur Verschieberichtung des die Drehlagerung (13) tragenden Bolzens (40) liegenden Ebene um ein Gelenk (45) verschwenkbar gelagert ist, daß die Stufen (46) unter einem von 90° abweichenden Winkel zur Verschieberichtung der Drehlagerung (11) schräg liegen und daß die die gestuften Steuerflächen (42) aufweisende Stange (39) durch das temperaturempfindliche Organ (49) verschwenkbar ist, wobei zweckmäßig auch die mit den Stufen zusammenwirkende Schneide (41) die gleiche Schrägung wie die Stufen (46) aufweist.
12. Steuergerät nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß das temperaturempfindliche Organ von einem hohlen Dehnungselement (49) gebildet ist, in dessen Hohlraum zwei Leitungen münden, von welchen die eine an einen Raum anschlossen ist, aus welchem die Verbrennungsluft angesaugt wird (Anschluß 51), und die andere an einen unter geringerem Druck stehenden Raum (Anschluß 52), beispielsweise an das Saugrohr des Laders, angeschlossen ist.
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AT370212B (de) 1983-03-10
YU184780A (en) 1983-01-21
PL225816A1 (de) 1981-04-10

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