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Einriehtung zur Leistungsregelung von Fahrzeug-BrcHnkraftmasehinpn, insbesondere Diesel- masehinen.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Einrichtung für die Leistungsregelung von Fahrzeug-
Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmaschinen, dergestalt, dass über den gesamten Vollastbereich solcher Maschinen die in jeden Zylinder eingespritzte Brennstoffmenge an die im Verbrennungsraum jeweils vorhandenen und durch die Einströmungsverhältnisse bedingten Luftmengen angepasst wird, oder anders ausgedrückt, dass die anteiligen Verhältnisse von Brennstoff und Luft am Gesamtgemisch über den erwähnten Masehinenarbeitsbereich gleichgehalten werden.
Auf diese Weise lässt sich ein sehr sparsamer spezifischer Brennstoffverbrauch unter gleichzeitiger
Verbesserung der Leistung-und der Drehmomentverhältnisse sowie derjenigen für den mittleren effekt- tiven Druck bei niedrigen Drehzahlen erreichen, indem gegenüber den bisherigen Brennstoffverbrauchsusw. Kurven eine bessere Anpassung an die tatsächlichen Erfordernisse erzielt wird. Denn bei hohen Maschinendrehzahlen sinkt bekanntlich der volumetrische Füllungsgrad der Masehinenzylinder, so dass es gar keinen Zweck hat, in diesem Drehzahlbereich mit normaler Brennstoffmenge zu fahren, da diese gar nicht die zu einer guten Verbrennung ausreichende Luftmenge vorfinden würde.
Durch die erwähnte
Abdrosselung der Brennstoffmenge wird man den tatsächlich vorliegenden Verhältnissen in weitest- gehendem Masse gerecht, wobei noch hinzukommt, dass bei den hohen Maschinendrehzahlen kaum jemals die volle Maschinenleistung gebraucht wird ; dies wird vielmehr bei niedrigen Drehzahlen während des
Anfahrens des Wagens oder beim Nehmen von Steigungen der Fall sein.
Die bekannten Einrichtungen zur Leistungsregelung einer Brennkraftmaschine in dem oben angedeuteten Sinne sahen nun verhältnismässig verwickelte Apparaturen, wie Fliehkraftregler od. dgl., vor, die auf eine geeignete Stelle der Brennstoff örderung einwirkten. Die Vorrichtung gemäss der Erfindung zeichnet sich demgegenüber durch grösste Einfaehheit der dazu erforderlichen Einrichtungen aus, so dass damit eine Verringerung der Möglichkeit betrieblicher Störungen Hand in Hand geht, abgesehen davon, dass sie auch billiger in bezug auf die Kosten der notwendigen Einrichtungen ist. Ausserdem gestattet sie auch ohne grosse Änderungen den nachträglichen Einbau in die Maschinen.
Erfindungsgemäss wird nun vorgeschlagen, für eine derartige Leistungsverstärkung die jeweils erforderlichen Brennstoffmengen vermittels tberströmeinrichtungen oder Drosselstellen (sogenannte
Verstärkerdüsen) zuzumessen, die entsprechend den durch die im Augenblick herrschenden Strömungs- verhältnisse im Brennstoffförderweg bestimmten Drücken in Wirksamkeit treten. Weiterhin ist vor- gesehen, unter Umständen mehrere solcher Zumesseinrichtungen in den Brennstofförderweg einzuschalten, die in einem bestimmten, gegenseitig abgestuften Verhältnis zueinander stehen, so dass jede beliebige
Brennstoffkurvenform erreicht werden kann. Endlich werden noch einige besondere Ausbildungsformen für die Einrichtungen zur Ausübung dieser Verfahren angegeben.
Wie angestellte Vergleichsversuche mit einander gleichartigen Maschinen mit und ohne die erfindungsgemässen Einrichtungen gezeigt haben, lässt sich mit Hilfe der neuen Einrichtung eine wesentliche Beschleunigung der inneren Arbeitsvorgänge der Maschine erreichen.
Ein derartiges Verfahren und ähnliche Einrichtungen dafür sind zwar an sich bekannt ; jedoch wurde bisher die Einrichtung lediglieh dazu benutzt, um die Maschine eine bestimmte einstellbare Dreh- zahl für jede Belastung nicht überschreiten zu lassen. Die Einrichtung wirkte also in diesem Falle als reiner Drehzahlregler, während sie gemäss der Erfindung als Leistungsregler arbeiten soll.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgedanke beispielsweise erläutert, u. zw. zeigt die Fig. 1 ein Schaubild für den Verlauf der in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl geförderten Brennstoffmenge für die übliche und für die neue Betriebsweise, während die Fig. 2-4 : verschiedene, schematisch gehaltene Ausführungsformen für die zugehörigen Anordnungen wiedergeben.
In dem Schaubild nach Fig. 1 bezeichnet die ausgezogene Kurve I den in Abhängigkeit von der Masehinendrehzahl erfolgenden Anstieg der Brennstoffmenge ohne die Beeinflussung durch die neue Regelweise, die strichpunktierte Kurve I1 dagegen den Kurvenverlauf mit einer derartigen Einflussnahme. Es ist ersichtlich, dass von einer bestimmten Drehzahl n an die zur Düse gelangende Brennstoffmenge hinter dem Normalbetrag entsprechend zurückbleibt.
(In dem Schaubild ist der Einfachheit
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an einer oberen und unteren bestimmten Drehzahlgrenze nicht eingezeichnet.)
Bei der Anordnung gemäss Fig. 2 fördert eine Brennstoffpumpe 1 üblicher Ausführung den ihr durch die Leitung 2 zufliessenden Brennstoff über eine Leitung 3 zu einer im nicht dargestellten Zylinder eingebauten Brennstoffdüse 4 von ebenfalls normaler Ausbildung. An einer Stelle der Förderleitung : ; zweigt eine Überströmleitung 5 ab, die zum Brennstoffbehälter oder in die Zuführungsleitung ; 2 der Brennstoffpumpe 1 zurückführt und die bei normalen Betriebsverhältnissen, d. h. unterhalb der Drehzahl n, entsprechend Fig. 1 durch ein Rückschlagventil 6 geschlossen ist, das unter der Spannung einer Feder 7 steht.
Der Federdruck ist dabei so bemessen, dass das Ventil 6 erst bei einem bestimmten, über dem normalen Förderdruck gelegenen Druck in der Förderleitung. 3 sich öffnet und so die Verringerung der zur Düse 4 gelangenden Brennstoffmenge eintritt.
Die Einrichtung lässt sich noch dahin gehend erweitern, dass man an Stelle nur einer Überströmleitung 5 deren mehrere vorsieht, deren Rückschlagventile 6 normalerweise durch Federn geschlossen gehalten werden, die in ihrer Spannung gegeneinander derart abgestuft sind, dass mit Steigerung des Druckes in der Leitung- 3 eine immer mehr sich steigernde Brennstoffmenge aus dieser Leitung abgezapft wird. Es ist so ein beliebiger Verlauf für die Brennstoffkurve I1 nach Fig. 1 erreichbar.
Die Anordnung nach Fig. 3 unterscheidet sich von der im vorigen Absatz erläuterten dadurch, dass die Anzapfstelle der Förderleitung zur Düse unmittelbar an die Brennstoffpumpe heranverlegt ist. indem auf das Pumpengehäuse l'ein dreiteiliger Körper 8, 8', 8"aufgesetzt ist, der von entsprechenden. zur Brennstoffleitung 3'der Brennstoffdüse führenden Bohrungen durchsetzt ist. Von dem Teil 8 zweigt die Überströmleitung J'ab, die durch ein Rückschlagventil 6'mit Feder 7'geschlossen gehalten wird.
Die Ausbildungsform gemäss Fig. 3 weicht von der erstgenannten auch noch dadurch ab, dass eine Drosselstelle vorgesehen ist, u. zw. wird diese Verengung in der Förderleitung gebildet durch eine Nadel 9, die in der Bohrung 10'eines im Teil 8'angeordneten Einsatzstückes 10 verschiebbar sitzt und dabei unter dem Druck einer Feder 11 steht. Die Durchmesser der Nadel 9 und der Bohrung 10'im Einsatzstück 10 sind so zueinander bemessen, dass ein Spalt von einer solchen Grösse verbleibt, wie er für die jeweils verlangte Drosselung und für den jeweils gefahrenen Brennstoff notwendig ist.
Diese Anordnung arbeitet grundsätzlich in der gleichen Weise wie die ersterwähnte, jedoch gelangt durch die Einschaltung einer solchen Drosselstelle in die Förderleitlng''der Überdruck nur unter entsprechender Abdämpfung an der Brennstoffdüse und in der Förderleitung selbst zur Auswirkung, was für die empfindlichen Düsenorgane, insbesondere die feinen Austrittsbohrungen und die Federung, nur von Vorteil ist. Ausserdem übt die in der Bohrung 10'verschiebbare Nadel 9 eine Pumpwirkung auf die Leitung J'in der Weise aus, dass der hinter der Drosselstelle gelegene Leitungsteil bis zur Brennstoffdüse beim Aufhören der Förderung leergesaugt wird und so dieser Leitungsteil eine Entlastung vom Druck erfährt.
Unter Umständen kann man die Drosselstelle auch an einem beliebigen Punkt der Förderleitung oder an der Düse selbst anbringen. In letzterem Falle lässt sieh der an der Düse anzuordnende Teil unter sinngemässer Abänderung entsprechend der Einrichtung nach Fig. 3 ausbilden. Weiterhin lässt sieh die Nadel 9 mit dem Rückschlagventil 12 der Brennstoffpumpe (vgl. Fig. 2) zu einem Stück derart vereinigen. dass als Nadel der verlängerte Schaft dieses Ventils dient. Endlich lassen sich selbstverständlich auch bei der Anordnung gemäss Fig. 3 mehrere, in entsprechender Abstufung nacheinander wirksam werdende Überströmleitungen vorsehen.
Bei der Einrichtung nach Fig. 4 ist die Anordnung so getroffen, dass an den Druckraum der Brennstoffpumpe ein Zusatzraum angeschlossen ist, dessen Abschluss nach der einen Seite durch einen federbelasteten, unter Einwirkung des Pumpendruckes einstellbaren Kolben gebildet wird. Erfindungsgemäss wird nun die Volumsveränderung dieses Zusatzraumes dergestalt in Abhängigkeit zur im Druckraull1 der Brennstoffpumpe jeweils herrschenden Spannung gebracht, dass dieser Rauminhalt von einer bestimmten Mindestspannung an allmählich stetig zunimmt, und dass dieser stetig anwachsende Zusatzraum in an sich bekannter Weise zur vorübergehenden Aufspeicherung einer entsprechenden Brennstoffmenge dient, die dann in geeigneter Weise wieder in den Saugraum der Pumpe zurückgelangt.
In Fig. 4 bezeichnet im einzelnen 14 die Brennstoffpumpe, 15 den Druckraum, 16 den Saugraum
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Einfluss einer Feder 19, die sich mit ihrem einen Ende gegen eine Stellschraube 20 abstÜtzt. Mittels dieser Schraube kann die Spannung der Feder geregelt werden. Zwischen Pumpensaugraum 16 und
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Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist nun so, dass mit steigender Masehinendrehzahl und damit sich vermehrender Spannung im Druckraum li) der Kolben 18 entgegen der Spannung der Feder 19 so lange unter entsprechender Volumsvergrösserung des Raumes 17 verschoben wird, bis wieder der Druck im Raum 15 und die Spannung der Feder 19 einander das Gleichgewicht halten.
Durch die Ver- grösserung des Rauminhaltes von 17 gelangt entsprechend weniger Brennstoff zur Düse am Zylinder.
Dieser abgezweigte Teil der Brennstoffmenge wird im Raum 17 aufgespeielhert, u. zw. so lange, bis nach
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am Kolben 2 : J in Verbindung treten und dann den aufgespeicherten Brennstoff wieder in den Pumpensaugraum 16 zurückgelangen lassen. Dabei drückt die Feder 19 den Kolben 18 wieder in seine Ausgangslage zurück, so dass der Raum 17 wieder seine ursprüngliche Grösse annimmt. Etwa längs des Kolbens 18 in den Raum 21 übertretender Brennstoff gelangt über die Verbindung ebenfalls in den Saugraum 16 zurück.
Diese Anordnung zeichnet sich durch besonders gedrängte Ausbildung aus. Ausserdem lassen sich nach Lösen der Stellschraube 20 die massgebenden Teile der Einrichtung bequem aus der Pumpe herausnehmen, wobei die übrigen, normalen Teile der Brennstoffpumpe davon unberührt bleiben.
Zu beachten ist, dass Überström- und Drosseleinrichtungen der vorbeschriebenen Art in ihrer Wirkung gleichartig sind, so dass man entweder nur Überströmeinriehtungen oder Drosseleinrichtungen oder auch beide Einrichtungen miteinander kombiniert verwenden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Leistungsregelung von Fahrzeug-Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmaschinen, um die eingespritzten Brennstoffmengen an die im Verbrennungsraum jeweils vorhandenen
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förderweg ,-') bestimmten Drücken in Wirksamkeit treten.