EP0025085A1 - Steuereinrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents

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EP0025085A1
EP0025085A1 EP80103113A EP80103113A EP0025085A1 EP 0025085 A1 EP0025085 A1 EP 0025085A1 EP 80103113 A EP80103113 A EP 80103113A EP 80103113 A EP80103113 A EP 80103113A EP 0025085 A1 EP0025085 A1 EP 0025085A1
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EP
European Patent Office
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pressure
air pressure
control
control device
actuator
Prior art date
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Application number
EP80103113A
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English (en)
French (fr)
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EP0025085B1 (de
Inventor
Manfred Dipl.-Ing. Krämer
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Publication of EP0025085A1 publication Critical patent/EP0025085A1/de
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Publication of EP0025085B1 publication Critical patent/EP0025085B1/de
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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
    • F02D1/06—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 by means dependent on pressure of engine working fluid
    • F02D1/065—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 by means dependent on pressure of engine working fluid of intake of air
    • 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
    • F02D1/12—Transmission of control impulse to pump control, e.g. with power drive or power assistance non-mechanical, e.g. hydraulic
    • F02D1/14—Transmission of control impulse to pump control, e.g. with power drive or power assistance non-mechanical, e.g. hydraulic pneumatic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Definitions

  • the invention relates to a control device according to the generic preamble of the main claim.
  • Known control devices of this type (DE-OS 24 48 656 and 25 32 830) work as a function of the absolute pressure of the intake air in the intake manifold of the engine, specifically for naturally aspirated engines as a function of atmospheric air pressure and for supercharged engines as a function of charge air pressure. Because of the low working capacity of the membrane pressure sockets processing the absolute pressure of the intake air, a control device is connected upstream of the actuator of this device, which actuator is provided with a movable wall, in which the position of a valve member for controlling a servo pressure medium is determined by an evacuated membrane pressure socket acted upon by the intake air pressure.
  • the control device works here as a hydraulic follower piston unit, and the diaphragm pressure must generate the necessary actuator path for rotating an adjustment eccentric or, in the case of DE-OS 25 32 830, a control path required for displacing a space cam.
  • relatively large adjustment paths which are sometimes subject to friction, and therefore correspondingly large sets of diaphragm boxes are necessary.
  • the supply and sealing of the components acted upon by the hydraulic medium are relatively expensive.
  • Control devices operating without servo medium with actuators directly loaded by the diaphragm pressure sockets also have a working capacity which is far too small and the necessary actuating paths are difficult to achieve.
  • Control devices are also known whose diaphragm actuators which are directly acted upon by the charge air pressure, on the other hand, probably have a greater working capacity, but they only work with the differential pressure between the charge air pressure and the atmospheric pressure and cannot emit an absolute pressure signal, as is the case to avoid inadmissible smoke formation, especially during operation of the engine in areas with extreme differences in altitude.
  • the actuators of the known control devices either intervene in the control linkage in order to adapt the control characteristic curve in accordance with the changing absolute pressure of the intake air or limit the full load position of a delivery rate adjustment element of the fuel metering device as a full load stop.
  • control device with the characterizing features of the main claim has the advantage that there are no sealing problems due to the use of compressed air as a servo pressure medium, and depending on the design of the pneumatic pressure transducer, the control air pressure, which is proportional to the absolute pressure of the intake air, can be high enough to generate the necessary work capacity Pressure level can be translated.
  • control air pressure which is proportional to the absolute pressure of the intake air
  • membrane actuators which are otherwise directly actuated by the charge air pressure, can be used as actuators.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment serving to explain the basic function
  • FIG. 2 shows a second example containing the essential features of a practical control device
  • FIGS. 3 and 4 each show a partial section through the pneumatic pressure transducer shown in FIG. 2, however with altered for the third and fourth embodiments function of the flapper valve
  • Figure 5 is a pneumatic s ch en pressure transducer for the fifth embodiment with a deviating from Figure 2 working flapper valve.
  • FIG. 1 serves to explain the basic function of the control device according to the invention, which serves in particular as a boost pressure-dependent correction device for supercharged vehicle diesel engines.
  • a first pressure chamber 11 of a pneumatic pressure transducer 12 operating in the manner of a pneumatic pressure balance and serving as a control device is connected to a charge air line 10 connected to the intake manifold of an engine (not shown), to the second pressure chamber 13 consisting of two interconnected subchambers 13a and 13b a servo air line 14 is connected.
  • Compressed air serving as servo pressure medium preferably from an air pressure brake system, is fed into the partial chamber 13a via a servo air line 14 by means of an inflow opening 16 controlled by a valve member 15, from which part of this compressed air continuously flows out via a discharge opening 17 designed as an outflow throttle.
  • an evacuated membrane pressure cell 18 is arranged, which is acted upon by the charge air pressure PL supplied via the charge air line 10 on the one hand to a housing 19 of the pressure transducer 12 and on the other hand to an actuator 21 provided with the valve member 15.
  • the actuating member 21 is also connected to a control membrane 22 which delimits a partial chamber 13b of the second pressure chamber 13 and which extends from a third pressure chamber 23 arranged between the two partial chambers 13a and 13b the atmospheric air pressure p A entering this pressure chamber 23 is acted upon.
  • the second pressure chamber 13 is connected from the partial chamber 13b via a line 25 to a working space 27 of an actuator 28 delimited by a rolling membrane 26.
  • the rolling diaphragm which is acted upon as a movable wall by a control air pressure p st supplied to the working space 27, actuates an actuating rod 31 against the force of a return spring 29, which engages via a pivot point 31a in a known manner in the control linkage of a speed controller (not shown in more detail) or a pivotable or displaceable full-load stop actuated to limit the position of a delivery rate adjusting member of the fuel metering device.
  • the evacuated diaphragm pressure socket 18 acted upon by the intake air pressure p L counteracts the control diaphragm 22 acted upon by the control air pressure p St , and both diaphragm members 18 and 22 determine the position of the actuating element 21 and d a-regulating the control air pressure p St with the valve element 15.
  • FIGS. 2 to 5 the same or equivalent components adopted from FIG. 1 are given the same names and the parts which differ in their design are provided with an index line.
  • the second exemplary embodiment shown in FIG. 2 shows the essential features of a practical control device with a pneumatic pressure transducer 12 'and a diaphragm actuator 28'.
  • the second pressure chamber 13' consists of a single control chamber and is separated from the first pressure chamber 11 by a partition 33 containing a slide guide 32 for the actuator 21 '.
  • the control membrane acted upon by the control air pressure p St and the atmospheric air pressure p A is formed by the wall 22 'of a second membrane pressure socket 34, the interior 35 of which is acted upon via an opening 36 by the atmospheric air pressure PA prevailing outside the control device 12'.
  • the actuator 21 ' is fastened between these two pressure sockets 18 and 34 and carries a baffle plate serving as a valve member 15 'of a baffle plate valve 37.
  • This baffle plate 15' controls the flow cross-section at an inlet opening 16 'which is designed as a nozzle and is supplied via the servo air line 14 with the inflow opening 16' which is under servo air pressure p S , while the outflow opening is based on the difference in diameter serves game formed between the slide guide 32 and the actuator 21 '.
  • This drain port 17 ' has, in the example shown in Figure 2 a constant throttle cross-section, and the p for controlling the control air pressure St erferder Liche-pressure change is determined by the change in cross section at the inlet opening 16' controlled.
  • control of the pressure level of the control air pressure p St can, however, also be done by controlling both the inflow and outflow cross sections and only by controlling the outflow cross section with an inflow opening provided with a throttle, as shown in FIGS. 3 to 5 and described below.
  • the baffle plate 15 ' controls both the flow cross-section at the inflow opening 16' and the outflow cross-section of a likewise nozzle-shaped outflow opening 38 arranged in the partition wall 32 and opposite the nozzle-shaped inflow opening 16 '.
  • the bore of the slide guide 32 serves only here the guide of the actuator 21 '.
  • the flow cross-sections of the inflow opening 16 'and the outflow opening 38 are alternately controlled by the valve member 15' in such a way that in itself as the inflow cross section increases, the outflow cross section decreases and vice versa.
  • the fourth exemplary embodiment shown in FIG. 4 essentially corresponds to the second exemplary embodiment shown in FIG. 2, but its function is more similar to that of the third exemplary embodiment shown in FIG. 3, since the actuating element designated here with 21 "is provided with an oblique control surface 39, which controls a discharge cross-section of the discharge opening 17 "which can be varied via the stroke of the actuating member 21" with the slide guide 32.
  • the inflow opening 16 'and the discharge opening 17 "work against one another with respect to the cross-sectional control, the baffle plate 15' working on the inflow cross-section the inflow opening 16 'and the oblique control surface 39 of the actuator 21 "controls the outflow cross section at the outflow opening 17".
  • Embodiment shown in the fifth, in Figure 5 is referred to the above the servo-air line 14 supplied with compressed air inflow as a throttle formed with 16 "to control the in the pressure chamber 13 'p prevailing control air pressure St is of the baffle plate 15', only the outflow cross-section of the. - controlled as in Figure 3 nozzle-shaped drain opening 38, and the actuator 21 'is low friction with tight play in the slide guide 32.
  • valve member 15 is loaded in its closing direction by a valve spring 41, the Biasing force leads to a parallel shift of the control air pressure range, whereby the control air pressure P St can be adapted to the working pressure of the actuator.
  • the biasing force of this valve spring 41 can be changed by adjusting means 42 to shift the effective control air pressure range.
  • the setting means is shown as a washer 42, of course, other, in particular continuously adjustable setting members can also be used.
  • this setting means is formed by an externally accessible pressure screw 43, which also serves as an axial and radial bearing for the pressure cell 18.

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Abstract

Es wird eine Steuereinrichtung für Brennkraftmaschinen vorgeschlagen, bei der in Abhängigkeit vom Absolutdruck der Ansaugluft im Saugrohr des Motors der Verstellbereich oder die Vollaststellung eines Fördermengenverstellgliedes der Kraftstoffzumeßeinrichtung zur Erzielung einer optimalen Verbrennung bei höchstmöglichem Drehmoment verändert wird. Die Steuereinrichtung umfaßt einen pneumatischen Druckwandler (12') und ein pneumatisches Stellglied (28'). Der pneumatische Druckwandler (12') enthält in einer ersten Druckkammer (11) eine vom Ansaugluftdruck (pL) beaufschlagte evakuierte Membrandruckdose (18), der in einer an eine Luftdruckquelle (14) angeschlossenen zweiten Druckkammer (13') eine in ihrem Innern (35) vom Atmosphärenluftdruck (pA) beaufschlagte zweite Membrandruckdose (34) entgegenwirkt. Beide Druckdosen sind über ein ein Ventilglied (15') tragendes Betätigungsglied (21') verbunden, und das Ventilglied (15') reduziert den Servoluftdruck (pS) auf einen dem absoluten Ansaugluftdruck (pL) proportionalen Steuerluftdruck (pst), der das gegen eine Rückstellfeder und den Atmsophärenluftdruck arbeitende Membranstellglied (28') betätigt.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Steuereinrichtung nach dem gattungsbildenden Oberbegriff des Hauptanspruchs.
  • Bekannte Steuereinrichtungen dieser Art (DE-OS 24 48 656 und 25 32 830) arbeiten in Abhängigkeit vom Absolutdruck der Ansaugluft im Saugrohr des Motors, und zwar bei Saugmotoren in Abhängigkeit vom Atmosphärenluftdruck und bei aufgeladenen Motoren in Abhängigkeit vom Ladeluftdruck. Wegen des geringen Arbeitsvermögens der den Absolutdruck der Ansaugluft verarbeitenden Membrandruckdosen, ist dem mit einer beweglichen Wand versehenen Stellglied dieser Einrichtung eine Steuervorrichtung vorgeschaltet, bei der die Stellung eines Ventilglieds zur Steuerung eines Servodruckmediums von einer vom Ansaugluftdruck beaufschlagten evakuierten Membrandruckdose bestimmt wird. Die Steuervorrichtung arbeitet hier als hydraulische Folgekolbeneinheit, und die Membrandruckdose muß einen dem notwendigen Stellgliedweg zur Verdrehung eines Verstellexzenters entsprechenden oder im Falle der DE-OS 25 32 830 einen zur Verschiebung eines Raumnockens erforderlichen Steuerweg erzeugen. Dazu sind zum Teil reibungsbehaftete relativ große Stellwege und somit auch entsprechend große Membrandosensätze notwendig. Überdies bereitet die Zufuhr und Abdichtung der vom Hydraulikmedium beaufschlagten Bauteile einen relativ großen Aufwand.
  • Andere bekannte, ohne Servomedium arbeitende Steuereinrichtungen mit direkt von den Membrandruckdosen beaufschlagten Stellgliedern haben ebenfalls ein viel zu kleines Arbeitsvermögen und die notwendigen Stellwege sind schwierig zu erreichen. Es sind auch Steuereinrichtungen bekannt, deren direkt vom Ladeluftdruck beaufschlagte Membranstellglieder dagegen wohl ein größeres Arbeitsvermögen aufweisen, sie arbeiten jedoch nur mit dem Differenzdruck zwischen dem Ladeluftdruck und dem Atmosphärendruck und können kein Absolutdrucksignal abgeben, wie dies zur Vermeidung einer unzulässigen Rauchbildung vor allem auch beim Betrieb des Motors in Gegenden mit extremen Höhenunterschieden notwendig ist.
  • Die Stellglieder der bekannten Steuereinrichtungen greifen entweder in das Reglergestänge ein, um die Reglerkennlinie entsprechend dem sich ändernden Absolutdruck der Ansaugluft anzupassen oder begrenzen als Vollastanschlag die jeweils zulässige Vollaststellung eines Fördermengenverstellgliedes der Kraftstoffzumeßeinrichtung.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die Verwendung von Druckluft als Servodruckmedium keine Abdichtprobleme auftreten, und je nach Auslegung des pneumatischen Druckwandlers kann der dem Absolutdruck der Ansaugluft proportionale Steuerluftdruck auf ein zur Erzeugung des notwendigen Arbeitsvermögens entsprechend hohes Druckniveau übersetzt werden. Überdies können als Stellglieder die bekannten, ansonsten direkt vom Ladeluftdruck betätigten Membranstellglieder verwendet werden.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und weitere Ausgestaltungen der im Hauptanspruch angegebenen Steuereinrichtung möglich. So ist bei der Merkmalskombination des Anspruchs 2 trotz Verwendung eines gegen den Umgebungs- bzw. Atmosphärenluftdruck arbeitenden Stellgliedes ohne großen Aufwand eine genaue, dem Absolutdruck der Ansaugluft proportionale Korrektur des Stellbereichs oder der Vollaststellung des Fördermengenverstellglieds der Kraftstoffzumeßeinrichtung steuerbar. Durch die Verwendung zweier Membrandruckdosen ergibt sich gemäß dem Merkmal des Anspruchs 4 ein sehr einfacher Aufbau des pneumatischen Druckwandlers, und die zu wählende Druckübersetzung kann ohne Änderung anderer Bauteile durch Auswahl d-er Membrandruckdosengröße bestimmt werden, wodurch entweder bei gleichbleibendem Stellglied das Arbeitsvermögen vergrößert oder bei gleichem Arbeitsvermögen das Stellglied verkleinert werden kann.
  • Durch die Verwendung des in Anspruch 5 angegebenen Prallplattenventils und auch durch die Merkmale einer der Ansprüche 6 bis 10 ist bei sehr kleinen Betätigungswegen des Ventilgliedes eine sehr exakte Steuerung des Steuerluft- druckes erreichbar, und durch die Merkmale der Ansprüche 8 oder 9 gelangt die bei der Steuerung des Steuerluftdruckes abströmende Luftmenge in die mit dem Ansaugrohr verbundene erste Druckkammer, wodurch ein Abblasen der Steuerluft in den Motorraum vermieden wird, bzw. es wird eine zusätzliche Abströmleitung überflüssig. Durch die Merkmale der Ansprüche 11 und 12 ist auf einfache Weise eine Verschiebung des wirksamen Steuerluftdruckbereichs auf einem erwünschten Druckbereich möglich, und in Anspruch 13 ist die Verwendung eines bekannten Membranstellgliedes festgelegt.
    • Zeichnung
  • Fünf Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen in vereinfachter Darstellung Figur 1 ein erstes, der Erläuterung der Grundfunktion dienendes Ausführungsbeispiel, Figur 2 ein zweites, die wesentlichen Merkmale einer praktisch ausgeführten Steuereinrichtung enthaltendes Beispiel, Figuren 3 und 4 je einen-Teilschnitt durch den in Figur 2 dargestellten pneumatischen Druckwandler, jedoch mit für das dritte und vierte Ausführungsbeispiel veränderter Funktion des Prallplattenventils und Figur 5 einen pneumati- schen Druckwandler für das fünfte Ausführungsbeispiel mit einem abweichend von Figur 2 arbeitenden Prallplattenventil.
    • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel dient der Erläuterung der Grundfunktion der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung, die insbesondere als ladedruckabhängige Korrektureinrichtung für aufgeladene Fahrzeug-Dieselmotoren dient. An eine mit dem Saugrohr eines Motors (nicht dargestellt) verbundene Ladeluftleitung 10 ist eine erste Druckkammer 11 eines in Art einer pneumatischen Druckwaage arbeitenden und als Steuervorrichtung dienenden pneumatischen Druckwandlers 12 angeschlossen, an dessen zweite, aus zwei miteinander verbundenen Teilkammern 13a und 13b bestehende Druckkammer 13 eine Servoluftleitung 14 angeschlossen ist. Über die Servoluftleitung 14 wird mittels einer von einem Ventilglied 15 gesteuerten Zuflußöffnung 16 als Servodruckmedium dienende Druckluft, vorzugsweise aus einer Luftdruckbremsanlage, in die Teilkammer 13a zugeführt, aus der ein Teil dieser Druckluft über eine als Abströmdrossel ausgebildete Abflußöffnung 17 dauernd abströmt.
  • In der ersten Druckkammer 11 ist eine evakuierte Membrandruckdose 18 angeordnet, die von dem über die Ladeluftleitung 10 zugeführten Ladeluftdruck PL beaufschlagt einerseits an einem Gehäuse 19 des Druckwandlers 12 und andererseits an einem mit dem Ventilglied 15 versehenen Betätigungsglied 21 befestigt ist. Das Betätigungsglied 21 ist außerdem mit einer die eine Teilkammer 13b der zweiten Druckkammer 13 begrenzenden Steuermembran 22 verbunden, die von einer dritten, zwischen den beiden Teilkammern 13a und 13b angeordneten Druckkammer 23 aus von dem über eine Öffnung 24 in diese Druckkammer 23 gelangenden Atmosphärenluftdruck pA beaufschlagt ist. Die zweite Druckkammer 13 ist von der Teilkammer 13b aus über eine Leitung 25 mit einem von einer Rollmembran 26 begrenzten Arbeitsraum 27 eines Stellgliedes 28 verbunden. Die als bewegliche Wand von einem dem Arbeitsraum 27 zugeführten Steuerluftdruck pst beaufschlagte Rollmembran betätigt entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 29 eine Stellstange 31, die über einen Anlenkpunkt 31a in bekannter Weise in das Reglergestänge eines nicht näher dargestellten Drehzahlreglers eingreift oder einen verschwenk-oder verschiebbaren Vollastanschlag zur Begrenzung der Lage eines Fördermengenverstellgliedes der Kraftstoffzumeßeinrichtung betätigt.
  • Der vom Ansaugluftdruck pL beaufschlagten evakuierten Membrandruckdose 18 wirkt die vom Steuerluftdruck pSt beaufschlagte Steuermembran 22 entgegen, und beide Membranglieder 18 und 22 bestimmen die den Steuerluftdruck pSt regelnde Stellung des Betätigungsgliedes 21 und da-mit des Ventilgliedes 15. Wenn die Druckluft über die fest eingestellte Abströmdrossel 17 ständig aus der zweiten Druckkammer.13 abfließt, wird bei einem Gleichgewichtszustand zwischenden von der Membrandruckdose 18 und der Steuermembran 22 auf das Betätigungsglied 21 ausgeübten Betätigungskräften der in der Druckkammer 13 herrschende Steuerluftdruck pSt proportional dem Absolutdruck der in die erste Druckkammer 11 über die Ladeluftleitung 10 zugeführten Ansaugluft gesteuert, und zwar indem durch das Ventilglied 15 der Zuflußquerschnitt der Zuflußöffnung 16 entsprechend dem zu steuernden-Steuerluftdruck pSt eingestellt wird. Bei Druckerhöhung in der ersten Druckkammer 11 wird dieser Zuflußquerschnitt vergrößert und bei Druckabsenkung verkleinert. Da der Steuerluftdruck pSt direkt proportional dem Absolutdruck der Ansaugluft und immer ein über dem niedrigsten Atmosphärendruck liegender Überdruck ist, kann als Stellglied, wie gezeigt, ein handelsübliches gegen Atmosphärendruck arbeitendes Membranstellglied 28 verwendet werden.
  • In den in den Figuren 2 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen sind die aus Figur 1 übernommenen gleichen oder gleichwirkenden Bauteile gleich bezeichnet und die in ihrer Bauart abweichenden Teile mit einem Indexstrich versehen.
  • Das in Figur 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel zeigt die wesentlichen Merkmale einer praktisch ausgeführten Steuereinrichtung mit einem pneumatischen Druckwandler 12' und einem Membranstellglied 28'. Bei dem pneumatischen Druckwandler 12' besteht die zweite Druckkammer 13' aus einem einzigen Steuerraum und ist von der ersten Druckkammer 11 durch eine eine Gleitführung 32 für das mit 21' bezeichnete Betätigungsglied enthaltende Trennwand 33 getrennt. Die vom Steuerluftdruck pSt und dem Atmosphärenluftdruck pA beaufschlagte Steuermembran ist in diesem Ausführungsbeispiel von der Wand 22' einer zweiten Membrandruckdose 34 gebildet, deren Innenraum 35 über eine Öffnung 36 von dem außerhalb der Steuervorrichtung 12' herrschenden Atmosphärenluftdruck PA beaufschlagt ist. Zwischen diesen beiden Membrandruckdosen 18 und 34 ist das Betätigungsglied 21' befestigt und trägt eine als Ventilglied dienende Prallplatte 15' eines Prallplattenventils 37. Diese Prallplatte 15' steuert den Durchflußquerschnitt an einer als Düse ausgebildeten und über die Servoluftleitung 14 mit der unter Servoluftdruck pS stehenden Druckluft versorgten Zuflußöffnung 16', während als Abflußöffnung das von der Durchmesserdifferenz zwischen der Gleitführung 32 und dem Betätigungsglied 21' gebildete Spiel dient. Diese Abflußöffnung 17' weist in dem in Figur 2 dargestellten Beispiel einen konstanten Drosselquerschnitt auf, und die zur Steuerung des Steuerluftdrucks pSt erferder-liche Druckänderung wird durch die Querschnittsänderung an der Zuflußöffnung 16' gesteuert.
  • Die Steuerung der Druckhöhe des Steuerluftdrucks pSt kann jedoch auch durch Steuerung sowohl des Zufluß- als auch Abströmquerschnitts als auch nur durch Steuerung des Abflußquerschnitts bei mit einer Drossel versehener Zuflußöffnung geschehen, wie dies in den Figuren 3 bis 5 dargestellt und nachfolgend beschrieben ist.
  • Beim dritten Ausführungsbeispiel nach Figur 3 steuert die Prallplatte 15' sowohl den Durchflußquerschnitt an der Zuflußöffnung 16' als auch den Abflußquerschnitt einer in der Trennwand 32 angeordneten, der düsenförmigen Zuflußöffnung 16' gegenüberliegenden, ebenfalls düsenförmigen Abflußöffnung 38. Die Bohrung der Gleitführung 32 dient hier lediglich der Führung des Betätigungsgliedes 21'. Die Durchflußquerschnitte der Zuflußöffnung 16' und der Abflußöffnung 38 werden hier wechselweise durch das Ventilglied 15' derart gesteuert, daß bei sich vergrößerndem Zuflußquerschnitt sich der Abflußquerschnitt verkleinert und umgekehrt.
  • Das in Figur 4 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel entspricht'im wesentlichen dem in Figur 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel, in seiner Funktion ähnelt es jedoch mehr dem in Figur 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel, da das hier mit 21" bezeichnete Betätigungsglied mit einer schrägen Steuerfläche 39 versehen ist, die mit der Gleitführung 32 einen über den Hub des Betätigungliedes 21" veränderlichen Abflußquerschnitt der Abflußöffnung 17" steuert. Damit. arbeiten auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Zuflußöffnung 16' und die Abflußöffnung 17" bezüglich der Querschnittssteuerung gegeneinander, wobei die Prallplatte 15' den Zuflußquerschnitt an der Zuflußöffnung 16' und die schräge Steuerfläche 39 des Betätigungsgliedes 21" den Abflußquerschnitt an der Abflußöffnung 17" steuert.
  • Beim fünften, in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die über die Servoluftleitung 14 mit Druckluft versorgte Zuflußöffnung als Drossel ausgebildet und mit 16" bezeichnet. Zur Steuerung des in der Druckkammer 13' herrschenden Steuerluftdrucks pSt wird von der Prallplatte 15' nur der Abflußquerschnitt der - wie in Figur 3 düsenförmig ausgebildeten Abflußöffnung 38 gesteuert, und das Betätigungsglied 21' ist reibungsarm mit engem Spiel in der Gleitführung 32 geführt.
  • In den Figuren 2 bis 5 ist das Ventilglied 15' in seiner Schließrichtung von einer Ventilfeder 41 belastet, deren Vorspannkraft zu einer Parallelverschiebung des Steuerluftdruckbereichs führt, wodurch der Steuerluftdruck PSt an den Arbeitsdruck des Stellglieds angepaßt werden kann. Wie in Figur 2 dargestellt, kann die Vorspannkraft dieser Ventilfeder 41 durch Einstellmittel 42 zur Verschiebung des wirksamen Steuerluftdruckbereichs verändert werden. Der Einfachheit halber ist das Einstellmittel als Unterlegscheibe 42 dargestellt, selbstverständlich können auch andere, vor allem stufenlos einstellbare Einstellglieder verwendet werden.
  • Zur Verschiebung des wirksamen Steuerluftdruckbereichs und zur Einstellung der Lage des Ventilgliedes 15' kann auch die Einbaulage mindestens einer der beiden Membrandruckdosen 18 und 34 durch Einstellmittel verändert werden. In dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieses Einstellmittel von einer von außen zugänglichen Druckschraube 43 gebildet, die zugleich als Axial- und Radiallagerung für die Druckdose 18 dient.
  • Durch entsprechende Wahl der Durchmesserunterschiede zwischen den Druckdosen 18 und 34, z.B. bei einem Flächenverhältnis von 2 : 1, wird bei den in Fig..2 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen eine Druckübersetzung zwischen den beiden in den Druckkammern 11 und 13' herrschenden Drücken von PL : PSt = 1 : 2 und damit eine entsprechende Erhöhung des Arbeitsvermögens erreicht; und durch die Vorspannkraft der Ventilfeder 41 und die Eigenfederung der Druckdosen 18 und 34 ist der gesamte wirksame Steuerdruckbereich so festgelegt, daß mit Sicherheit auch der vor allem beim Beschleunigen während des Starts auftretende zeitweilige Unterdruck im Saugrohr des Motors in einen für ein sicheres Arbeiten des Stellgliedes 28' erforderlichen Steuerluftdruck pSt umgesetzt wird.

Claims (13)

1. Steuereinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere ladedruckabhängige Korrektureinrichtung für aufgeladene Fahrzeug-Dieselmotoren, mit einer in Abhängigkeit vom Absolutdruck der Ansaugluft im Saugrohr des Motors gesteuerten und von einem Servodruckmedium verschiebbaren beweglichen Wand eines den Stellbereich oder die Vollaststellung eines Fördermengenverstellgliedes der Kraftstoffzumeßeinrichtung verändernden Stellgliedes, und mit einer die Stellung eines Ventilgliedes zur Steuerung des Servodruckmediums mittels einer vom Ansaugluftdruck beaufschlagten evakuierten Membrandruckdose bestimmenden Steuervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß als Servodruckmedium Druckluft, vorzugsweise aus einer Luftdruckbremsanlage, verwendet wird und daß die Steuervorrichtung aus einem den Servoluftdruck (pS) auf einen dem Absolutdruck (PL) der Ansaugluft proportionalen Steuerluftdruck (PSt) reduzierenden pneumatischen Druckwandler (12, 12') besteht.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Druckwandler (12, 12') außer einer die evakuierte Membrandruckdose (18) enthaltenden und vom Ansaugluftdruck (pL) beaufschlagten ersten Druckkammer (11) eine vom Steuerluftdruck (pSt) beaufschlagte zweite Druckkammer (13, 13') aufweist, welche mit einer vom Steuerluftdruck (pSt) beaufschlagten und gegen den Atmosphärenluftdruck (PA) arbeitenden Steuermembran (22) sowie einer der Zufuhr der Druckluft dienenden Zuflußöffnung (16, 16', 16") und einer Abflußöffnung (17, 17', 17" 38) versehen ist, daß der Durchflußquerschnitt mindestens einer dieser beiden öffnungen (16, 16', 17", 38) zur Festlegung des Steuerluftdrucks (pSt) vom Ventilglied (15, 15') änderbar ist, und daß die zweite Druckkammer (13, 13') mit einem dem von der beweglichen Wand (26) begrenzten Arbeitsraum (27) des gegen Atmosphärenluftdruck (PA) arbeitenden Stellgliedes (28, 28') verbunden ist.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, deren evakuierte Membrandruckdose mit einem Betätigungsglied für das Ventilglied verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermembran (22, 22') ebenfalls mit dem Betätigungsglied (21, 21') verbunden ist, daß der vom Ansaugluftdruck (pL) betätigbaren evakuierten Membrandruckdose (18) die vom Steuerluftdruck (pSt) beaufschlagte Steuermembran (22, 22') entgegenwirkt und daß beide die den Steuerluftdruck (pst) regelnde Stellung des Betätigungsgliedes (21, 21') und des Ventilgliedes (15, 15') bestimmen.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermembran von der Wand (22') einer zweiten Membrandruckdose (34) gebildet ist, deren Innenraum (35) über eine Öffnung (36) vom Atmosphärenluftdruck (PA) beaufschlagt ist, und die innerhalb der zweiten Druckkammer (13') von der unter Steuerluftdruck (pSt) stehenden Druckluft umflossen ist (Fig. 2).
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (21') zwischen den beiden Membrandruckdosen (18, 34) befestigt ist und eine als Ventilglied dienende Prallplatte (15') eines Prallplattenventils (37) trägt.
6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuflußöffnung (16, 16') einen vom Ventilglied (15, 37) gesteuerten veränderlichen Zuflußquerschnitt aufweist und die Abflußöffnung (17, 17', 17", 38) als Abströmdrossel ausgebildet ist. (Fig. 1 bis 4).
7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Druckkammern (11 und 13') aneinander angrenzend durch eine, eine Gleitführung (32) für das Betätigungsglied (21') enthaltende Trennwand (33) getrennt sind (Fig. 2 bis 5).
8. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnt, daß ein Spiel zwischen Gleitführung (32) und Betätigungsglied (21') die Abflußöffnung (17') bildet (Fig. 2 und 4).
9. Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (21") mit einer Steuerfläche (39) versehen ist, die mit der Gleitführung (32) einen über den Hub des Betätigungsgliedes (21") veränderlichen Abflußquerschnitt der Abflußöffnung (17") steuert (Fig. 4).
10. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußquerschnitte der Zufluß- und der Abflußöffnung (16' und 17", 38) wechselweise durch das Ventilglied (15') derart steuerbar sind, daß bei sich vergrößerndem Zuflußquerschnitt sich der Abflußquerschnitt verkleinert und umgekehrt (Fig. 3 und 4).
11. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Ventilglied (15') in dessen Schließrichtung belastende Ventilfeder (41) vorgesehen ist, deren Vorspannkraft durch Einstellmittel (42) zur Verschiebung des wirksamen Steuerluftdruckbereichs änderbar ist (Fig. 2).
12. Steuereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbaulage'mindestens einer der beiden Membrandruckdosen (18) zur Verschiebung des wirksamen Steuerluftdruckbereichs durch ein von außen zugängliches Einstellmittel (43) verstellbar ist (Fig. 2).
13. Steuereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied ein an sich bekanntes Membranstellglied (28, 28') verwendbar ist, das als bewegliche Wand eine entgegen dem Atmosphärenluftdruck (PA) und gegen eine Rückstellfeder (29) arbeitende Stellmembran (26) aufweist (Fig. 1 und 2).
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