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Fliehkraftregler für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge
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Muffen-und Federmomente bekannter Fliehkraftregler.
Die Brennkraftmaschine treibt das Zahnrad 1 und damit die Reglerwelle 2 an. Die Reglerwelle ist im Reglergehäuse mittels der Wälzlager 3 und 4 gelagert. Mit der Reglerwelle ist eine Hülse 5 drehbar verbunden, die eine Scheibe 6 trägt, welche die eine Auflagefläche für die Schwungkörper 7 bildet. Die andere Au flagefläche für die Schwungkörper bildet eine becherförmig gestaltete Scheibe 8, die mit einer die Welle 2 umschliessenden auf ihr frei drehbaren Hülse 9 drehfest verbunden ist. Mit der Hülse 9 drehbar ist die Reglermuffe 10. Zwischen der Scheibe 8 und der Reglermuffe 10 ist ein Längslager 11 angeordnet. Gegen die Muffe wird durch die Reglerfeder ein Gabelhebel 12 gepresst. Die zwischen den Scheiben 6 und 8 angeordneten Schwungkörper 7 werden durch einen Käfig 13 geführt.
Bewegen sich die Schwungkörper infolge Fliehkraftwirkung radial nach aussen, dann drücken sie gleichzeitig die Scheibe 8 und die Muffe 10 mit Bezug auf Fig. 1 nach rechts. Dadurch wird der Gabelhebel 12 betätigt und über das Reglergestänge die Regelstange der Einspritzpumpe verschoben. Zur Einstellung jeder beliebigen Regler-Ansprechdrehzahl dient ein von Hand aus zu betätigender Einstellhebel.
Bei den bekannten Ausführungen des Reglergestänges fallen die Drehachsen des Einstellhebels und des die Regelstange betätigenden Hebels zusammen. Die Anordnung ist so getroffen, dass der Kraftarm des Federmomentes bei Drehzahlschwankungen, der eine Normale vom Anlenkpunkt auf die Reglerfederachse darstellt, ungefähr gleich bleibt.
Mit solchen Anordnungen ist es niemals möglich, dass das Moment der Reglerfeder den gleichen Verlauf über den Regelweg nimmt, wie das Moment des Muffendruckes, was aber notwendig ist, um Drehzahlverschiedenheiten bei jeder Einstellung des Einstellhebels zu vermeiden. Bis jetzt schien es nicht möglich, diesen Idealzustand zu erreichen.
Nach Fig. 2 befindet sich die Reglerfeder 14 zwischen dem die gewünschte Drehzahl von Hand aus einzustellenden Einstellhebel 15 und dem die Regelstange 23 betätigenden Hebel 16. Der von der Muffe betätigte Gabelhebel des Reglers ist drehfest mit dem die Regelstange betätigenden Hebel 16 verbunden. Der Einstellhebel 15 besitzt einen Fortsatz 17, an dessen Ende das eine Ende
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der Reglerfeder 14 eingehakt ist. Durch eine Einstellschraube 18 kann eine Feineinstellung der Feder erfolgen. Eine Gegenmutter 19 sichert die Einstellung. Das zweite Ende der Feder ist in einem Fortsatz 20 des Hebels 16 eingehakt. Dabei liegen der Einstellhebel 15, die Reglerfeder 14 und der Hebel 16 im wesentlichen in einer Ebene und sind auch im wesentlichen parallel zueinander angeordnet.
Die genaue Lage ist durch die Stellung des Einstellhebels bestimmt. Der Drehpunkt des Hebels 16, der Drehpunkt 21 des Einstellhebels 15 und der Anlenkpunkt 22 der Reglerfeder an dem Fortsatz 20 bilden ein Dreieck von solcher Form, dass die Momente der Reglerfeder den gleichen Verlauf über den Regelweg nehmen wie die Momente des Muffendruckes. Je nach der Einstellung des Einstellhebels vom Leerlauf bis zur grössten Drehzahl wechselt der Abstand a, das ist die Normale vom Drehpunkt des Hebels 16 auf die Achse der Reglerfeder. Er stellt den Kraftarm des Federmomentes dar. Dieser Abstand a wird mit zunehmender Drehzahl grösser. Diesem Federmoment wirkt das Moment des Muffendruckes entgegen. Die Regelstange 23 ist bereits ein Teil der Einspritzpumpe.
Durch die Betätigung des Einstellhebels wird die Spannung der Reglerfeder verändert. Einer grösseren Federkraft entspricht eine grössere Flieh- kraft der Schwungkörper und damit eine grössere Drehzahl der Brennkraftmaschine.
Bei einer gegebenen Drehzahl ändert sich die Fliehkraft der Schwungkörper und damit auch der Muffendruck entsprechend dem kleinsten Radius r, und dem grössten Radius ra um welchen die Schwungkörper von der Reglerwelle entfernt sein können. Die Grösse der Fliehkräfte über den Radien r, bis ra aufgetragen, würde gerade Linien ergeben, u. zw. für jede Drehzahl eine gesonderte
Gerade. Alle diese Linien haben einen gemein- samen Schnittpunkt. Es können auch, ohne an der
Charakteristik der Linienschar etwas zu ändern, anstatt der Fliehkräfte die Muffenmomente und statt der Fliehkraftradien die Regelwege der
Einspritzpumpe aufgetragen werden, wie in den
Figuren 3 und 4 dargestellt ist. Dabei bedeutet die
Abszisse den Regelweg w an der Einspritzpumpe und die Ordinate die Momente des Muffendruckes bzw. der Federkraft der Reglerfeder.
Die Senk- rechten parallel zur Nullordinate entsprechen den Stellungen der Schwungkörper r"wobei sich die Regelstange der Einspritzpumpe in der "Auf"-Stellung befindet und r", wobei sich die
Regelstange in der "Zu"' : Stellung befindet.
Für jede Drehzahl ändert sich längs des Regel- weges das Muffenmoment nach einer geraden
Linie.
Es wird sich im Regler ein Gleichgewichts- zustand dann einstellen können, wenn die Flieh- kraft und die Federkraft einander das Gleich-
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und das Gegenmoment der Federkraft gleich gross sind. Dieser gewünschte Regelvorgang wird' nach der Erfindung durch die beschriebene Anordnung erreicht. Es wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine nicht geändert, wenn vom belasteten in den entlasteten Zustand übergegangen wird, wie es im Verlauf eines Arbeits- vorganges, z. B. bei der Arbeit mit einer Kreissäge, auftritt. Dabei ist unter Drehzahländerung eine Drehzahlverschiedenheit in den stabilen Endzuständen zu verstehen und nicht die Drehzahlschwankungen während des Regelvorganges.
In Fig. 3 ist das Muffenmomept mit Mm und das Federkraftmoment mit Mf bezeichnet. Durch tatsächlich ausgeführte Versuche wurde gefunden, dass die entsprechenden Federkraftmomente und Muffenmomeme zusammenfallen.
Bei den bekannten Reglern für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen werden jedoch die gezeigten Bedingungen nicht erfüllt. Bei den dort verwendeten Anordnungen ist der gewünschte Regelvorgang nur in einem kleinen Drehzahlbereich gewährleistet, wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, wobei die Muffenmomente M'm voll ausgezogen sind und die Federkraftmomente M'f mit gestrichelten Linien. Der Regelweg an der Einspritzpumpe ist mit w'bezeichnet. Es tritt deshalb bei Belastungen und Entlastungen des Motors eine Drehzahländerung ein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Fliehkraftregler für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mittels welchem verschiedene, durch den Einstellhebel einzustellende Betriebsdrehzahlen einzuhalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehpunkt des Einstellhebels (15) und des die Regelstange (23)
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sind, die, wie an sich bekannt, mit einem Ende an einem Fortsatz (17) des Einstellhebels und mit dem anderen Ende an einem Fortsatz (20) des die Regelstange betätigenden Hebels (16) angelenkt ist, wobei der letztgenannte Anlenkpunkt (22) mit den Drehpunkten des Einstellhebels und des die Regelstange betätigenden Hebels ein Dreieck von solcher Form bilden, dass die Momente der Reglerfeder den gleichen Verlauf über den Regelweg nehmen wie die Momente des Muffendruckes.