DE1039308B - Regeleinrichtung fuer aufgeladene Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

kl. 46 b 2 16

INTERNAT. KL. F 02 d

PATENTAMT

G11770Ia/46b²

ANMELDETAG: 19.MAI1953

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 18. SEPTEMBER 1958

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für aufgeladene Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, und stellt eine Verbesserung des Gegenstandes des Hauptpatents 925 631 dar.

Das Hauptpatent betrifft eine Regeleinrichtung für aufgeladeneBrennkraftmaschinen, insbesondereDieselmotoren, mit einer Drosselklappe vor dem Aufladegebläse und mit einer Einspritzpumpe, deren Regelstange für gewöhnlich auf Lieferung voller Brennstoffmenge vorgespannt ist und unter dem gemeinsamen Einfluß eines vom Fahrer betätigten Gaspedals und eines Unterdruckreglers steht, der die Brennstoffzufuhr bei Überschreiten einer bestimmten Motordrehzahl verringert, wobei in das Gestänge zwischen der Regelstange und dem Gaspedal eine kraftschlüssige Verbindung eingeschaltet ist, deren eines, mit dem Unterdruckregler und der Regelstange verbundenes Glied durch die auf Vergrößerung der Brennstoffmenge wirkende Vorspannfeder gegen dessen anderes, mit dem Gaspedal verbundene Glied drückt, das bei Bewegen des Gaspedals zum Schließen der Drosselklappe auf das mit der Regelstange verbundene Glied im Sinne einer Brennstoffverminderung einwirkt.

Die Erfindung stellt eine Verbesserung dieser Einrichtung dar, indem bei der Einstellung der Brennstoffmenge die Änderung des Lieferungsgrades der Brennstoffpumpe in Abhängigkeit von der Motordrehzahl berücksichtigt wird. Es ist an sich bekannt, bei einer Einspritzbrennkraftmaschine die durch das Leistungswählorgan eingestellte Kraftstoffmenge durch eine drehzahlabhängige Einrichtung derart zu korrigieren, daß der Einfluß der mit steigender Motordrehzahl fallender Förderkennlinie der Einspritzpumpe ausgeglichen wird, ferner als drehzahlabhängige Regelgröße den Druck nach Lader zu verwenden, ferner eine Korrektur der Einspritzmengeneinstellung durch Verstellung der exzentrischen Lagerung eines Gliedes des Regelgestänges vorzunehmen, ferner durch den Ladedruck einen kurvenförmigen Höchstmengenanschlag für die Regelstange der Einspritzpumpe zu verstellen.

Die bekannten Einrichtungen sind jedoch nicht für den Einbau in eine Regeleinrichtung gemäß dem Hauptpatent 925 631 geeignet. Die Erfindung ermöglicht die Berücksichtigung dieses zusätzlichen Regeleinflusses in baulich einfacher Weise.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kennzeichnet sich durch eine vom Förderdruck des Aufladegebläses betätigte Einrichtung, die aus einer dem Förderdruck entgegenwirkenden Feder und einem Gestänge besteht, das bei nur geringem Förderdruck durch Verlagerung eines Korrekturgliedes auf die Regelstange im Sinne einer Verkleinerung der Fördermenge einwirkt, um — wie an sich bekannt —die mit steigender Drehzahl Regeleinrichtung

für aufgeladene Brennkraftmaschinen,
insbesondere Dieselmotoren

Zusatz zum Patent 925 631

Anmelder:

General Motors Corporation,
Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:
Dipl.-Ing. E. Vorwerk und Dipl.-Ing. K. Walther,

Patentanwälte,
Berlin-Charlottenburg 9, Bolivarallee 9

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. Mai 1952

Roger D. Wellington, Detroit, Mich.,

und Herbert H. Black, Grand Rapids, Mich. (V. St. A.), sind als Erfinder genannt worden

fallende Förderkennlinie der Einspritzpumpe zu korrigieren.

In Ausgestaltung der Erfindung ist das Korrekturglied ein Hebel des mit dem Gaspedal verbundenen Gliedes, der mit einem Anschlag auf das mit der Regelstange verbundene Glied einwirkt und auf einer zum Zapfen dieses Gliedes parallel liegenden Welle sitzt, welche exzentrisch in einer von dem Gestänge der vom Förderdruck des Aufladegebläses betätigten Einrichtung drehbaren Hohlwelle gelagert ist.

Bei einer anderen Ausführungsform ist das Korrekturglied schwenkbar gelagert und trägt einen Nocken, der über einen an der Regelstange sitzenden Abtaster auf diese unmittelbar einwirkt.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In dieser ist

809 638/150

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teils einer zu der Einrichtung nach der Erfindung gehörigen Brennkraftmaschine,

Fig. 2 ein Teilschnitt einer Ausführungsform der Erfindung in größerem Maßstab,

Fig. 3 eine Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 2 von rechts, teilweise im Schnitt,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 2 und 3,

Fig. 5 ein Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 3, Fig. 6 ein Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 3,

Fig. 7 ein Schnitt eines Teils einer abgeänderten Ausführungsform,

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 7.

Die Maschine 2 mit Verdichtungszündung nach den Fig. 1 bis 6 hat einen oder mehrere Zylinder 4 mit einem Kolljen 6 und einer Kolbenstange 8. Den Zylinder 4 umgibt eine Luftkammer 10,, die durch ein Aufladegebläse 12 mit verdichteter Luft für die Verbrennung und Spülung durch eine Einlaßöffnung· 28 (Fig. 1) gefüllt wird. Ein Lufteinlaßkanal 14,16 des Aufladegebläses wird durch eine Drosselklappe 18 gesteuert; neben dem Lufteinlaßkanal 16 und parallel zu diesem liegt ein enger Venturikanal 20. Die Drosselklappe 18 ist in Fig. 1 in voll geöffneter Lage dargestellt und ist durch eine Steuerstange 22 verstellbar. Zwecks genauer Messung des Drucks der in das Gebläse eintretenden Luft ist an der Düse des Venturirohres eine Rohrleitung 24 angeschlossen. Der Druck in der Luftkammer 10 wird durch eine andere Leitung 26 übertragen (Fig. 2).

Der Brennstoff wird in die Brennkammer oben im Zylinder durch eine Einspritzkolbenpumpe 3D eingeführt, deren Liefermenge durch eine hin- und hergehende Regelstange 34 gesteuert wird (Fig. ZHs 5).

Die Regelstange 34 kann eine Mehrzahl von Einspritzpumpen 30 für die verschiedenen Zylinder einer Mehrzylindermaschine steuern. Eine Bewegung- nach links (Fig. 2) bewirkt eine Verringerung der Brenn-Stoffeinspritzung und umgekehrt eine Bewegung nach rechts eine Vergrößerung der Brennstofflieferung. Diese Bewegungen werden durch einen um einen Zapfen 38 drehbaren Hebel 36 bewirkt, der an seinem Ende 40 geschlitzt und durch einen Stift 42 mit der Regelstange 34 verbunden ist. Diese Regelstange 34 wird nach rechts in die Maximalbrennstoff-Stellung durch eine Torsionsfeder 43 gedrückt, deren eines Ende 44 an einem festen Gestell 46,128 befestigt ist, das auch den Zapfen 38 trägt, und deren anderes Ende 48 am Hebel 36 verankert ist, so daß der Hebel 36 gegen den Uhrzeigersinn gedrückt wird (Fig. 2 und 5).

An den beiden Enden einer drehbaren Welle 50 sind ein als Korrekturglied wirkender einfacher Hebel 52 und ein zweiarmiger Hebel 54 befestigt. Der einfache Hebel 52 trägt einen Anschlagstift 56, an dem der Hebel 36 mit seiner Seite 58 anliegt. Der eine Arm 60 des zweiarmigen Hebels 54 ist drehbar mit dem einen Ende einer in ihrer Länge verstellbaren Schubstange 62 verbunden, deren anderes gegal>eltes Ende 64 auf einem Zapfen 66 gleitet. Auf diesen Zapfen sitzt drehbar ein Nockenglied 68, dessen Nockenfläche 70 im Eingriff steht mit einem in der Schubstange 62 befestigten Stift 72. Durch eine an ihm angelenkte und mit dem Gaspedal 76 verbundene Stange 74 kann das Nockenglied 68 um den Zapfen 66 verstellt werden. So bilden der einfache Hebel 52 mit seinem Stift 56, die Welle 50, der zweiarmige Hebel 54, die Schubstange 62, das Nockenglied 68 und die Stange 74 eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Pedal 76 und dem die Regelstange 34 bewegenden Stellhebel 36. Eine Zugfeder 78 wirkt im Sinne einer Drehung des-Nockengliedes 6S entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn gegen die Kraft des Gaspedals 76.

Durch die am Nockenglied angelenkte Stange22 wird auch die Drosselklappe 18 im Lufteinlaßkanal 16 des Gebläses (Fig. 1) eingestellt. Bei der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten ganz niedergedrückten Lage des Gaspedals 76 ist die Drosselklappe voll geöffnet. Der Zapfen 72 an: der Schubstange 62 befindet sich in seiner tiefsten Lage an der Nockenflache 70 tmd der Hebel 52 in seiner äußersten Lage im Uhrzeigerdrehsinn, so daß der Zapfen 55 den Hebel 36 unter dem Druck der Torsionsfeder 43 seine äußerste Lage gegen den Uhrzeigerdrehsinn einnehmen und die Regel stange 34 der Einspritzpumpe ihre Lage für volle Brennstoffmenge erreichen läßt. Beim Loslassen des Gaspedals 76 dreht die Feder 78 das Nockengiied 68 entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn; infolgedessen gleitet der Zapfen 72 auf der Nockenfläche 70 und überträgt durch die Schubstange 62, den Arm 60, die Welle 50, den Hebel 52 und den Stift 56 eine Drehung im Uhrzeigerdrehsinn' auf den Hebel 36. Da die Feder 78". stärker als die· Torsionsfeder 43 ist, gibt diese bei der Drehung des Hebels 36 im Uhrzeigerdrebsinn nach, und die Regelstange34 der Einspritzpumpe wird nacfr links in die Lage für verringerte Brennstoffmenge bewegt. Gleichzeitig mit dieser Drehung des Nockengliedes 68 entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn wird die Drosselklappe IS durch die Stange 22 in ihre Schließlage gebracht. Diese Drehung des Nockengliedes 6F. bewirkt also eine geringere Brennstoff- und Luftzufuhr zur- Maschine, so daß deren Drehzahl verringert wird.

Der andere Arm SQ des zweiarmigen Hebels 54 ist mit einer von Hand verstellbaren Schabstange 82 verbunden, durch weiche die Maschine abgestellt werden kann, wie später beschrieben wird.

Wenn- die Maschine infolge Verringerung der Belastung oder aus anderen Gründen eine übermäßige DrehzaM annimmt, so wird durch eine besondere Vorrichtung eine Drehung des Hebels 36 gegen die Torsionsfeder 43 im Uhrzeigerdrehsinn bewirkt und die Regelstange 34 der Einspritzpumpe nach links in die Lage für geringe Brennstoffzufuhr bewegt, und zwar geschieht dies unabhängig von der Einstellung des Stiftes 56, die entweder durch die Stellung des Gaspedals 76 oder die von Hand verstellte Stange 82 bestimmt wird. Dies wird durch eine auf Druck ansprechende Vorrichtung in Gestalt eines Gehäuses 90 bewirkt, das eine durch einen Lenker 94 und einen Stift 96 mit dem Hebel 36 verbundene Membran 92 enthält. Die Kammer auf der einen Seite der Membran 92 ist durch die Rohrleitung 24 mit der Düse des Venturirohres 20 verbunden, während die Kammer auf der anderen Seite zur Außenluft offen ist. Wenn infolge übermäßiger Drehzahl der Maschine in der Düse des Venturirohres 20 ein hohes Vakuum entsteht, biegt sich die Membran nach rechts (Fig. 2) und bewegt mittels des Lenkers 94 und des Hebels 36 die Regelstange 34 der Einspritzpumpe nach links. Bei normalen Drehzahlen bewegt das Vakuum des Venturirohres den Lenker 94 nicht.

Um die Einstellung der Regelstange 34 entsprechend der Betriebsdrehzahl der Maschine zu regeln und dadurch eine übermäßige Brennstoffeinspritzung mit folgendem Qualmen der Maschine zu verhindern, ist noch eine zusätzliche Vorrichtung eingebaut. Diese Anpassungsvorrichtung enthält eine zweite hohle Welle 100, in der drehbar die Welle 50 sitzt. Die Welle

100 ist in einer Bohrung 102 gelagert, deren Achse exzentrisch zur Achse der Welle 50 liegt, wie am besten aus Fig. 6 zu ersehen ist. Um eine axiale Verschiebung in der Bohrung 102 zu verhindern, sitzt in einer Nut 104 der Welle 100 ein Sprengring 106, dessen Lage durch eine Mutter 108 gesichert ist.

Infolge der Exzentrizität der beiden Wellen 50 und 100 hebt sich bei Drehung der Welle 100 im Uhrzeigerdrehsinn der Stift 56 von der Seite 58 des Hebels 36 ab und bewegt sich auf den Tragzapfen 38 zu. Dieses Abheben des Stiftes 56 von der Hebelseite 58 läßt die gespannte Feder 43 den Hebel 36 weiter entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn bewegen und bedingt so eine größere Brennstoffzufuhr. Umgekehrt bewirkt eine Drehung der Welle 100 entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn, daß der Stift 56 den Hebel 36 im Uhrzeigerdrehsinn bewegt und die Brennstoffzufuhr verringert wird. Die Drehung der Welle bewirkt auch eine Änderung des Abstandes des Stiftes 56 vom Tragzapfen 38 und ändert so die Winkelgröße der Bewegung des Hebels 36 bei einer bestimmten Drehung der Welle 50 durch die Gaspedalsteuerung.

Die Welle 100 wird durch einen Arm 110 und eine Stange 112 gedreht, die entsprechend der Maschinendrehzahl verstellt wird, die durch eine biegsame Membran 114 in einer Kammer 116 wiedergegeben wird. Durch eine Druckfeder 118 zwischen der Membran 114 und einem einstellbaren Widerlager 120 wird die Stange 112 nach rechts (Fig. 2) geschoben und so eine Drehung der Welle 100 entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn und dadurch eine Verringerung der Brennstoffzufuhr bewirkt. Die andere Seite der Membran 114 ist den Druckänderungen in dem Rohr 26 unterworfen, das mit der Luftkammer 10 der Maschine verbunden ist. So wird, während die Maschine in Betrieb ist, die Einstellung der Stange 112 in Übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl gesteuert, die durch den Luftdruck in der Kammer 10 wiedergegeben wird. Hohe Drehzahl bewirkt eine Linksbewegung der Stange 112 und daher eine Drehung der Welle 100 im Uhrzeigerdrehsinn und eine Vergrößerung der Brennstoffzufuhr, und umgekehrt nimmt bei niedrigen Drehzahlen der Luftdruck ab, und die Brennstoffzufuhr wird herabgesetzt. Das Widerlager 120 ist zwecks Änderung der Kraft der Feder 118 einstellbar. Es hat die Gestalt einer durch eine Mutter 124 gesicherten Gewindebüchse 122.

Wenn im Leerlauf der Maschine das Gaspedal 76 freigegeben wird, gleitet der Stift 72 über das obere Ende der Nockenfläche hinweg bis zu einer Stufe 84. Hierdurch weicht nun zwar der Stift 56 von der Seite 58 des Hebels 36 zurück, so daß die Feder 43 mittels des Hebels 36 die Regelstange 34 auf große Brennstoffzufuhr einstellen könnte. Da aber gleichzeitig die Drosselklappe 18 im wesentlichen geschlossen und die Luftzufuhr zur Maschine bis auf die Luftmenge gedrosselt wird, die in den Gebläseeinlaß durch das Venturirohr 20 gelangt, so wird in der Düse des Venturirohres ein Unterdruck erzeugt, der durch das Rohr 24 auf die Membran 92 übertragen wird. Diese bestimmt nun mittels des Lenkers 94 die Grenzlage der Verdrehung des Hebels 36 entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn und bewirkt infolgedessen eine Verschiebung der Regelstange 34 der Einspritzpumpe in Richtung auf völlige Abstellung der Brennstoffzufuhr.

Um die Maschine aus dem Leerlauf abzustellen, bewegt der Fahrer die Schubstange 82 nach rechts (Fig. 2) und dreht dadurch die Welle 50 entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn unabhängig vom Nockenglied 68 so weit, daß der Stift 56 wieder auf den Hebel 36 trifft und ihn gegen die Kraft der Feder 43 im Uhrzeigerdrehsinn bewegt und dadurch die Regelstange 34 der Einspritzpumpe völlig in die Abstellage schiebt. Zur Einstellung einer nicht dargestellten Pufferfeder dient ein auf dem Hebel 52 durch eine Schraube 126 und eine Mutter 132 befestigter Exzenter 130 (Fig. 3 und 4).

In der in den Fig. 7 und 8 dargestellten abgeänderten Ausführungsform wird der Gebläsedruck durch eine Leitung 26 einem Gehäuse 116 mit einer Membran 114 zugeführt. Diese ist durch eine Stange 112 mit einer um einen Zapfen 136 drehbaren, als Korrekturglied dienenden Nockenscheibe 134 verbunden, deren Nockenfläche 138 mit einer an der Regelstange 34 sitzenden Rolle 140 in Berührung steht. Die Regelstange 34, die der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten entspricht, wird durch eine nicht dargestellte Feder nach rechts in die Lage für maximale Brennstoffzufuhr gezogen. Nach links, in die Lage für geringe Brennstoffzufuhr, wird sie durch das Gaspedal 76 und die Feder 78 bewegt. In dieser Ausführungsform der Erfindung sind die exzentrische Welle 100 und das ihr zugeordnete Getriebe weggelassen, aber die Bewegung der Regelstange 34 der Einspritzpumpe in Übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl, die durch den Luftdruck in der Luftkammer 10 wiedergegeben wird, wird nunmehr durch die Drehung der Nockenscheibe 134 um ihren Zapfen 136 bewirkt. Eine Zunahme des Luftdruckes veranlaßt eine Drehung der Nockenscheibe im Uhrzeigersinn und eine Bewegung der Regelstange 34 nach rechts. Die Nockenfläche 138 ist so gestaltet, daß sie die gewünschte Änderung der Einspritzmenge der Pumpe entsprechend der Maschinendrehzahl bewirkt. Wenn der Gebläsedruck sinkt, bewegt eine Zugfeder 142 die Stange 112 zurück und die Nockenscheibe nach links.

Die in den Fig. 2 bis 6 dargestellte Druckfeder 118 und die in den Fig. 7 und 8 dargestellte Zugfeder 142 müssen stark genug sein, um die Kraft der Torsionsfeder 43 zu überwinden. Gleicherweise muß die Spannung der Feder 78 (Fig. 2) zum Zurückführen des Gaspedals stark genug sein, um die Kraft der Torsionsfeder 43 zu überwinden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Regeleinrichtung für aufgeladene Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, mit einer Drosselklappe vor dem Aufladegebläse und mit einer Einspritzpumpe, deren Regelstange für gewöhnlich auf Lieferung- voller Brennstoffmenge vorgespannt ist und unter dem gemeinsamen Einfluß eines vom Fahrer betätigten Gaspedals und eines Unterdruckreglers steht, der die Brennstoffzufuhr bei Überschreiten einer bestimmten Motordrehzahl verringert, wobei in das Gestänge zwischen der Regelstange und dem Gaspedal eine kraftschlüssige Verbindung eingeschaltet ist, deren eines, mit dem Unterdruckregler und der Regelstange verbundenes Glied durch die auf Vergrößerung der Brennstoffmenge wirkende Vorspannfeder gegen dessen anderes, mit dem Gaspedal verbundene Glied drückt, das bei Bewegen des Gaspedals zum Schließen der Drosselklappe auf das mit der Regelstange verbundene Glied im Sinne einer Brennstoffverminderung einwirkt, nach Patent 925 631, gekennzeichnet durch eine vom Förderdruck des Aufladegebläses betätigte Einrichtung, die aus einer dem Förderdruck entgegenwirkenden Feder (118; 142) und einem Gestänge (110, 112; 112) besteht, das bei nur geringem

Förderdruck durch Verlagerung eines Korrekturgliedes (52; 134) auf die Regelstange (34) im Sinne einer Verkleinerung der Fördermenge einwirkt, um — wie an sich bekannt — die mit steigender Drehzahl fallende Förderkennlinie der Einspritzpumpe zu korrigieren.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrekturglied ein Hebel (52) des mit dem Gaspedal (76) verbundenen Gliedes (52,60,62,68) ist, der mit einem Anschlag (56) auf das mit der Regelstange (34) verbundene Glied (36) einwirkt und auf einer zum Zapfen dieses Gliedes (36) parallel liegenden Welle (50) sitzt, welche exzentrisch in einer von dem Ge-

stange (110) der vom Förderdruck des Aufladegebläses betätigten Einrichtung drehbaren Hohlwelle (100) gelagert ist (Fig. 2 bis 6).

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrekturglied (134) schwenkbar gelagert ist und einen Nocken (138) trägt, der über einen an der Regelstange (34) sitzenden Abtaster (140) auf diese unmittelbar einwirkt (Fig. 7 und 8).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschriften Nr. 177701,212908, 214689;

französische Patentschrift NY. 899 608.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809 63&Π50 9.