DE2326083A1

DE2326083A1 - Einrichtung zur regelung des kraftstoff-luft-verhaeltnisses eines motors

Info

Publication number: DE2326083A1
Application number: DE2326083A
Authority: DE
Inventors: Donald R Crews; Larry A Larson
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1972-05-19
Filing date: 1973-05-19
Publication date: 1973-12-06
Also published as: BE799730A; US3795233A; JPS5817337B2; JPS4941731A; GB1430427A; DE2326083C2; CA988384A

Description

Hamburg, den 16. Mai 1973 139173 > .1094

Priorität: 19. Mai 1972, USA, Pat.Anm.Nr. 254

Anmelder:

Caterpillar Tractor Go.
Peoria·, III., U.S.A.

Einrichtung zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses

eines Motors

Die Erfindung bezieht sich auf eine,Einrichtung zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses eines Motors. Die Erfindung beruht hauptsächlich auf einer Übersteuerung bzw. Überlagerung einer Regeleinrichtung des Motors, um ein Anwachsen der Kraftstoffzufuhr zum Motor während einer Verringerung des Luftdruckes in der Ansaugleitung 8.USZUSChIießen. Motoren mit Vorverdichtung, und insbesondere Motoren mit abgasgetriebenen Vorverdichtem erzeugen bei schneller Beschleunigung starke und unangenehme Auspuffemissionen. Dies beruht darauf, daß das

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Einstellglied für .die Kraftstoffzufuhr des Motors schneller bewegt werden kann als die Beschleunigung des Motors erfolgt und auch schneller als der Vorverdichter eine Druckluftmenge erzeugen kann, die für die Verbrennung des gesamten eingespritzten Kraftstoffes ausreichend ist. Dadurch ergibt sich ein Ausstoß großer Mengen unverbrannten Kraftstoffes als Auspuffwolke.

Ein weiterer Nachteil der mit Vorverdichtern der oben genannten Art ausgerüsteten Motoren besteht dann,- daß diese unter Last stark rußen. Dieser Fall tritt auf, wenn der Widerstand oder die Belastung des Motors so weit ansteigt, daß die Motorgeschwindigkeit λΐηΐβΓ den durch die Regler-Einstellung angezeigten Wert sinkt. Unter diesen Bedingungen versucht der Motor-Regler die von der Regler-Einst ellung angezeigte Mo tor geschwindigkeit wieder dadurch zu erreichen, daß er das Kraftstoff-Einstellglied selbsttätig .so verstellt, daß mehr "Kraftstoff zugeführt wird. Aufgrund der durch die herabge- " setzte Motorgeschwindigkeit verursachten Verminderung der Geschwindigkeit des Vorverdichters wird jedoch dem Motor zu wenig Luft zugeführt, um eine vollständige Verbrennung des zusätzlich eingespritzten Kraftstoffes zu ermöglichen.

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Das US-Patent 2 76? ?O0 (Parks) zeigt ein System, bei welchem die oben beschriebenen Probleme umgangen· werden sollen durch Verwendung eines druckabhängigen . Mechanismus, welchem ein federglied entgegenwirkt, und welcher in Wechselwirkung mit einem Kraftstoff-Einstellglied steht und dieses mit Hilfe eines beweglichen Anschlages zurückhält«, Bei einem Druckverlust in der Ansaugleitung x-jird bei dieser bekannten Anordnung der bewegliche Anschlag durch das !Federglied bewegt und damit das Kraftstoff-Steuerglied in eine Stellung verringerter Kraftstoffzufuhr verstellt. Wenn der Luftdruck in der Ansaugleitung wieder ansteigt, drückt der druckabhängig arbeitende Mechanismus das federglied zusammen und die Haugbreglerf eder bewegt dann den beweglichen Anschlag und das Brennstoff-Ein- , stellglied in eine Stellung erhöhter Kraftstoffzufuhr.

'Die bekannte Einrichtung funktioniert zwar theoretisch, jedoch hat sich gezeigt, daß diese Art der Regelung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses bestimmte Einschränkungen des Gesamtwirkungsgrades des Motors nach sich zieht. Zunächst ist es schwierig, für das Anlassen genügend Kraft- ' stoff zuzuführen,, weil das !federglied den beweglichen Anschlag und das Kraftstoff-Einstellglied in einer Stellung ·

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verminderter Kraftstoffzufuhr hält- Ferner muß die Eeglerfeder ihren Hauptzweck erfüllen können, zur Aufrechterhaltung der Motorgeschwindigkeit bei* steigender Belastung oder zur Erhöhung der Motorgeschwindigkeit, das Kraftstoff-Einstellglied in eine Stellung erhöhter Kraftstoffzufuhr zu bewegen. Gleichzeitig muß das Federglied, welches in Wechselwirkung mit dem druckabhängigen Mechanismus steht, eine ausreichende Kraft aufbringen, um die Reglerfeder zurückzuhalten, bis der druckabhängige Mechanismus durch den- Luftdruck in der Ansaugleitung betätigt wird. Wenn die Vorspannung des Federgliedes größer ist als die der Reglerfeder, wird aber die Beschleunigung des Motrs in einem für den Wirkungsgrad des Motors schädlichen Umfang -verhindert. Wenn die Vorspannungskraft des Federgliedes geringer ist als die auf die Reglerfeder wirkende Vorspannung, wird das Kraftstoff-Einstellglied durch den beweglichen Anschlag nicht.richtig zurückgehalten, so daß zwar die Beschleunigung des Motors wächst, jedoch gleichzeitig eine überhöhte Kraftstoffzufuhr und eine unangenehme Abgaswolke auftritt. Somit ist es erforderlich, die anfängliche Vorspannung auf das Federglied größer zu machen als diejenige auf die Reglerfeder, und es muß eine Anschlaganordnung Torgesehen werden, die es ermöglicht, eine vorbestimmte Vorspannung anzulegen. Das Kraftstoff-Einstellglied kann sich

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in eine.Stellung erhöhter Kraftstoffzufuhr bewegen» bevor es mit dem beweglichen Anschlag in Eingriff kommt. Weil zugelassen ist, daß die Reglerfeder das Kraftstoff --Einstellglied in eine Stellung verringerter Kraftstoffzufihr bewegt, erzeugt das Federglied eine ausreichende Bremsung oder Rückhaltekraft, und zwar solange, bis der gegen das Kraftstoff-Einstellglied · wirkenden Kraft des Federgliedes durch einen ansteigenden Luftdruck in der Ansaugleitung entgegengewirkt wird. Es ist also ein Kompromiß zwischen der Beschleunigung und der Abgasentwicklung des Motors vorgesehen.

Unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise wenn'von einer niedrigen Geschwindigkeit bei leichter Belastung beschleunigt wird, ist es für einen Vorverdichter auch typisch, daß die Luft der Ansaugleitung verzögert zugeführt wird. Dies führt zum Auftreten eines negativen Di.-ucks in der Ansaugleitung. Die in dem oben bezeichneten Patent beschriebene Regeleinrichtung für das Kraftstoff-Luft-Verhältnis könnte auf einen solchen negativen Ansaugdruck nicht ansprechen, weil der druckabhängige Mechanismus bei der bekannten Einrichtung üblicherweise gegen einen einstellbaren.Anschlag wirkt, welcher zuerst zur Festlegung der Vorspannung des Ifedergliedes verwendet ist.

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— b —

"Der Gegenstand der Patentschrift 3 077 873 (Parks et al) -vermeidet einige der vorstehend beschriebenen Nachteile dadurch, daß ein Servomechanismus vorgesehen ist, der ein bewegliches Glied aufweist, welches auf ein Ventilglied einwirkt, während ein druckabhängiger Mechanismus auf einen Ventilschieber einwirkt. Ein hydraulischer Flüssigkeitsdruck dient dabei zur Her- ' stellung eines Kräftegleichgewichtes zwischen der Reglerfeder, dem Federglied und dem von der Ansaug-Druckluft abhängigen Mechanismus, Durch die Verwendung der Servoeinheit ist es möglich, das Federglied im Gleichgewicht zu halten und somit ein besseres Ansprechen bzw. eine bessere Gegenwirkung beim Zusammenwirken mit dem druckabhängigen Mechanismus zu erzielen. Der wesentliche Nachteil dieser Einrichtung liegt jedoch in der erforderlichen Instandhaltung und Härtung eines Servokolbens, welcher eine gesonderte Baueinheit ist, und in der Verwendung eines beweglichen Zwischengliedes zur Steuerung des Ventils. Dies führt zu einem komplexen und verhältnismäßig teuren Aufbau der bekannten Einrichtung.

Die Erfindung bezweckt deshalb, eine verbesserte Regeleinrichtung für das Kraftstoff-Luft-Verhältnis zu schaffen, welche, den Regler übersteuert bzw. diesem überlagert ist

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und die Einspritzung des Kraftstoffes in einen Motor,

' insbesondere einem Motor mit Vorverdichtung bzw. einen ' T"

überverdichteten Motor, in einem genauen Verhältnis . ' zu dem in der Ansaugleitung des Motors zur Verfugung

stehenden Luftdruck steuert, um eine vollständige " '

Verbrennung des. Kraftstoffes durch den Motor zu ge- j

währleisten« · ' j

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Regeleinrichtung Ir das Kraftstoff-Luft-Verhältnis zu schaffen, welche einem Regler überlagert, ist und welche auf den Luftdruck im Ans aug-Vert ei lungs- -\ rohr und auf' den Mo to ro eidruck anspricht, wobei die ;

Regeleinrichtung selbsttätig eine uneingeschränkte Bewegung des Kraftstoff-Einstellgliedes des Motors während des Anlassens ermöglicht, um sicherzustellen, daß ausreichend Kraftstoff für einen zuverlässigen Start des

- Motors zur Verfügung steht, welche Jedoch danach selbst- i tätig die Einspritzung des Kraftstoffes in den Motor ! genau auf den Wert herabsetzt, der für den Betrieb des j. Motors bei größtmöglicher Ausnutzung des Wirkungsgrades erforderlich ist. '

Eine erfLndungsgemäße Einrichtung zur Regelung des Kraft- ·./ ■-. stoff-Luft-Verhältnisses für Motoren mit Vorverdichtung · ' " weist einen mit einem Kraft stoff-Einstellglied ver-

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bundenen Regler und einen Vorverdichter auf, welcher den Motor durch eine Ansaugleitung mit Luft versorgt, und die Einrichtung besitzt ferner eine mit einem Servokolben einteilig ausgebildete Venti1einheit, welche bezüglich des Kraftstoff-Einstellgliedes bremsend angeordnet ist. Der Servokolben wird mit Hilfe eines Flüssigkeitsdruckes betätigt, welcher durch die Bewegung eines Ventilschiebers gesteuert wird, welcher so verschiebbar ist, daß in einem Teil des Servokolbens angeordnete Durchlässe geöffnet und geschlossen werden. Der Ventilschieber ist an einem druckabhängig arbeitenden Mechanismus befestigt, welcher an die Ansaugleitung des Motors angeschlossen ist. Dem Gegendruck des druckabhängigen Mechanismus gegen den Eingangsdruck der Ansaugleitung stehen Federmittel entgegen. Beim Anlassen der Maschine ist der Ventilschieber in einer Stellung, in der die Durchlässe des Servokolbens geöffnet sind, um die Servoeinheit in ihrer Ruhestellung zu halten und eine uneingeschränkte Betätigung des Kraftstoff-Einstellgliedes zuzulassen. Die Servoeinheit ist demzufolge in !Tätigkeit, wenn ein vorbestimmter Anstieg des Ans aug-Luft drucke s den Ventil schieb er relativ zu den Durchgangskanälen des Servokolbens verschiebt und den Strom der hydraulischen Flüssigkeit zum Servokolben sperrt und dosiert. Während darauffolgender Verringerungen des

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Ansaug-Luftdruckes wirkt die Servoeinheit derart, daß die Bewegung des Kraftstoff-Einstellgliedes in Richtung auf eine Stellung erhöhter Kraftstoffzufuhr gebremst oder gehemmt wird» Die von der Servoeinheit "bewirkte Hemmung oder Beschränkung der Bewegung des Kraftstoff-Einstellgliedes verhindert jeden unproportionalen Anstieg der Kraftstoffzufuhr zum Motor, wenn die in der Ansaugleitung zur Verfugung stehende Luft nicht ausreicht, um eine zufriedenstellende Verbrennung des Kraftstoffes zu erreichen.

Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung kann in besonders vorteilhafter Xiieise unmittelbar mit dem Kraftstoff-Einstellglied in Eingriff gebracht werden und arbeitet in Abhängigkeit vom Ansaug-Luftdruck und einem Flüssigkeitsdruck, vorzugsweise dem Qeldruck des Motors. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist in Ruhestellung, um das Kraftstoff-Einstellglied während des Anlassens des Motors zurückzuhalten, und bleibt in dieser Stellung bis, zu dem Zeitpunkt, zu dem ein vorbestimmter Ansaug-Luftdruck erreicht ist. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich die Regeleinrichtung in eine Stellung, die eine Dosierung des durchfließenden Motoroels ermöglicht, um eine normale Arbeitsweise des Reglers und ein mit dem Anwachsen des

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Luftdruckes proportionales Steigen der Kraftstoffzufuhr zu gewährleisten. Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung ist selbsttätig in eine Stellung verschiebbar, in der die Dosierung des Motoroeis gespserrt ist und eine hydraulische Verriegelung sowie eine positive Verbindung zwischen der Regeleinrichtung und dem Kraftstoff -Einstellglied besteht, um eine unerwünschte Erhöhung der Kraftstoffzufuhr in jedem Pail sicher auszuschließen.

Weitere Vorzüge und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung sowie aus der Zeichnung, anhand der bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen:

I¹Xg. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Regelung des Kraftstoff-Luftverhältnisses, wobei auch ein Ansaug- oder Verteilungsrohr eines Motors mit Vorverdichtung, ein Regler, und ein Kraftstoff-Pumpmechanismus der Regeleinrichtung in ihrer Stellung beim Anlaufen des Motors dargestellt sind,

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Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine der in Fig. 1 dargestellten ähnliche erfindungsgemäße Eraftstoff-Luft-Verhältni s-Eegeleinrichtung, jedoch ohne den Regler und in einer Stellung bei Betrieb des Motors, und

Fig. 3 einen teilweisen Längsschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform einer erfindungsge^· mäßen Eraftstpff-Luf t-Verhaitnis-Regeleinrichtung«

Bei einer in Verbindung mit Fig. 1 und 2 beschriebenen Einrichtung ist eine Kraftstoffpumpe 10 mit einem beim Betrieb des Motors vertikal hin- und herbewegbaren Eolben 12 vorgesehen, um während des Betriebes des Motors einem der Zylinder des Motors Eraftstoff durch eine Einspritz-. leitung 11 zuzuführen, wobei für jeden Zylinder eine Pumpe vorgesehen ist. Die Längsbewegung eines mit Zähnen 15 als Zahnstange ausgebildeten Eraftstoff-Einstellgliedes 17 bewegt ein am Kolben 12 befestigtes gesahntes Organ 14·· Die Pumpe ist von der Art einer Dosierpumpe_s bei der eine Winkelverstellung des Kolbens 12 zu einer Veränderung der bei jedem Kolbenhub eingespritzten Eraftstoffmenge führt. -

Das Kraftstoff-Einstellglied 17 ist an einem Aufsatz 18 befestigt, von welchem ein Verbindungss"bück 19 &it einem

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an dessen körperfernen Ende^ befestigten AnschLagglied. 20 vorsteht. Zwei lO-iehgewichte 22 sitzen an einem. Joch. 25 und werden, durch ein Getriebeglied 24 angetrieben, welches durch das nicht dargestellte Steueriingsgetriebe des Motors- mt einer der* Motorgeschwindigkeit proportionalen SesclLwindigkei-fe gedreiLt.wird» Bei eimer durch. ZentrifugaLkraft- erfolgenden Äus:wäri7Sbewegiang der Hiehgewicnte wirken Teile dawn nach links auf den Aufsatz 18 ein« Eine Feder· 26 zischen dem Aufsatz 18 und einem flans chartig en Kragen 27 setzt der Erafteinwirkung der IPliehgewichte eine Gegenkraft entgegen. Zur Einstellung einer wählbaren Vorspannung der !Feder 26 ist ein beweglicher Hebel 28 -vorgesehen.

Einem Lufteinlaß-Ver teil er/ wird von einem vom Motor angetriebenen Vorverdichter 31 Druckluft zugeführt. Eine Leitung 32 verbindet das Verteilungsrohr 30 mit einer Kammer 35₅ welche durch ein Zwischenstück 33 mit einem durch Schrauben 37 befestigten Deckel 36 gebildet wird. .

Eine Steuerkammer 39 besitzt einen Einlaß 40 zum Anschließen an eine Druckflüssigkeitsquelle j beispielsweise die Schmieroel-Versorgung des Motors. Eine Durchgangsöffnung 43 verbindet den Einlaß 40 mit einer in dem Gehäuse der Kammer'39 ausgebildeten Bohrung 44. Eine Servo-

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einheit 46 besitzt einen in der Bohrung 44 verscniebharen KoTbenteil 47 und eine mit diesem einteilig ausgehildete Ventileinrichtung.48, welche in einer Bohrung 50 des Gehäuses verschiebbar ist» Die Y-enfefcleinriehtung "besitzt einen vorstehenden !Beil 49 mit einer an dersu. ünde angeordneten 3?lanschsehulter 49a, die so angeordnet ist, daß sie mit dem Anschlagglied 20 unter den nachstehend erläuterten Bedingungen in Eingriff ist. Eine Kammer 53 nrit ausdehnbarem Yolumen ist durch eine Fläehe 51 des Kolbens, eine fläche 52 des Gehäuses 39 und die Bohrung 44 gebildet. Vom Einlaß 40 kann Flüssigkeit über die Durehgangsbohrung 43 und eine in der Gehäusefläche 52 ausgebildete Nut 54 in di e Hammer 55 eintreten. ·

Eine erste Anzahl von Durchgangskanälen 56 in der Ventileinrichtung 48 verbindet die Kammer 53 mit einer Bohrung 62 der Servoeinheit. Eine zweite Anzahl von Durchgangskanälen 57 der Ventileinrichtung 48 verbindet die Bohrung 62 mit einer in der Bohrung 50 ausgebildeten ringförmigen Ausnehmung oder Ringnut 58. Die Ringnut 58 ist andererseits mit einem Abflußkanal 60 des Gehäuses 39 verbunden. Ein weiterer Kanal 91 bildet für irgendweich© durch die Servoeinheit sickernde flüssigkeit eine Yarbindung mit dem Abfluß.

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Ein in der Bohrung 62 verschiebbarer Ventilschieber 63 besitzt eine ringförmige Ausnehmung 66 zwischen zwei _x radial vorspringenden Ansätzen 64 und 65· Bei der in Pig. 1 gezeigten Stellung des Ansatzes 64· ist die Durchgangsöffnung 56 offen und der Ansatz 65 in einer solchen Stellung, daß der Kanal 57 ebenfalls offen ist und die Kammer 53 mit dem Abflußkanal 60 in Verbindung steht.

Eine Gewindeteil 67 des TentilSchiebers 63 ist an einem becherförmigen Glied 68 befestigt. Ein Ende 69 steht von dem Gewindeteil 67 des Ventilschiebers vor und ist mit einem Stift 70 versehen, der in einen Schlitz 36a des Abschlußdeckels 36 eingreift<, Ein erstes !Federglied 72 mit einer ersten Federkonstante ist zwischen dem Kolben 47 und dem Becherglied 68 angeordnet« Ein zweites Federglied 73 mit einer zweiten Federkonstanten ist zwischen dem Becherglied und einem Sitzglied 74 angeordnet. Eine Membran 76 ist zwischen dem Zwischenstück 33 und dem Gehäuse 39 befestigt und wird von dem Becberglied 68 gestützt«> Eine auf der Rückseite der Membran 76 angeordnete Scheibe 77 "bildet einen Sitz für ein drittes Federglied 78 welches zwischen dem Abschlußdeckel 36 und der Scheibe angeordnet ist«, Bie IFe&erkonstanten der drei Federglieder sind derart bemessen, daß die auf die Membran wirkenden Kräfte im Gleichgewicht sind, wenn in der Kammer

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35 kein Druck vorhanden ist, um eine Empfindlichkeit oder Verstärkung der Servoeinlieit hervorzurufen.

Im folgenden wird nun die Wirkungsweise der vorstehend "beschriebenen Einrichtung erläutert;

Bevor der Motor angelassen wird, nimmt die erfindungsgemäße Einrichtung znr Regelung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses eine im folgenden beschriebene Ruhestellung ein. Das !federglied 72 drückt die Servoeinheit 46 nach recnts, siehe Fig. 1,- und hebt die Schulter 49a von dem Anschlag 20 ab. Jede Bewegung des Hebels 28 gegen den Uhrzeigersinn drückt die Feder 26 zusammen und bewegt das Kraftstoff-Einstellglied 17 nach rechts bis zu einer Stellung mit überhöhter -Kraftstoffaufnahme. Beim Anlassen oder Anfahren des Motors wird der Ventilschieber 63 in' derjenigen Stellung.gehalten, in der aufgrund der Gleichgewichtsbedingung der auf die Membran 76 wirkenden Federglieder 73 und 78 eine Verbindung zwischen den Kanälen 55 und 57 über die ringförmige Ausnehmung 66 bestent. Druckflüssigkeit, welche vom Einlaß 40 in die Kammer eintritt, fließt durch, die Kanäle 56, 57 und 60 ab, so daß die Ausübung eines Flüssigkeitsdruckes auf den Kolben 47 und eine dadurch verursachte, nach links gerichtete Bewegung verhindert ist.

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die Geschwindigkeit'des Motors nach, dem Anlassen eine bestimmte Hone erreicht hat, "baut sich in dem Ver— teilungsrohr 30 ein Luftdruck auf und der Druck in der Kammer 35 steigt. Dabei wird die Membran 76 mit dem in der. Kammer 35 ansteigenden Luftdruck beaufschlagt· Dies führt dazu, daß die Federglieder 72 und, 73 zusammengedrückt werden und der Ventilschieber· 63 nach rechts bewegt wird. Eine solche Bewegung führt gegebenenfialls dazu, daß der Ansatz 64- die Kanäle 56 überdeckt. Dadurch wird verhindert, daß Flüssigkeit aus der Kammer 53 abfließt und es beginnt sich in der Kammer 53 ein Flüssigkeitsdruck aufzubauen, welcher den Kolben 4-7 nach links in eine wirksame Regel-Stellung verschiebt. Während dieser Bewegung nach links trifft die Schulter 4-9a auf das Anskchlagglied 20 aif und bewegt das Kraftstoff-Einstellglied 17 in eine Stellung mit verminderter Kraft- . stoffzufuhr, siehe Fig. 2. Der Mechanismus ist gespannt und wirksam, wenn er sich in der in Fig.2 gezeigten Stellung befindet.

Bei Leerlauf des Motors würde der Luftdruck in dem Ein- ^angsvVerteilungsrohr 30 und in der Kammer 35 zusammen-mit der Vorspannung des Federgliedes 78 nicht ausreichen, um die auf die Membran 76 wirkende Vorspannung der Feder—

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glieder 72 und 7.3 ^u liber-winden, Der Tent ilsehieb er 73 mrrde dann durch das Memhranglied 76 121 seiner linken Stellung gehalten nnd der KoITden 47 ware in einer Betriebs st ellung _s in der der Ansatz 64 die Kanäle 56 "wirksam "beschränkt _s so daß nur eine vorbestimmte !"lüssigkeitsmenge von der Kammer 53 zugemessen würde, um den KoXben 47 in seiner in 2¹Ig. 2 dargesteirten Steirong zu halten. Die Kanäle 57 war en dabei nicht mrt der Singnut 58 "und dem Abflußkanal 60 ausgerichtet, so daß ein Abfließen der Flüssigkeit verhindert würde.

Wie vorstehend beschrieben, ist die IFede'r 26 bei einer gegen den Uhrzeigersinn gerichteten Bewegung des Hebels 28 zusammengepreßt, so daß eine Belastung und eine Bewegung des Kraftstoff-Einstellgliedes I7 nach rechts bis zu einer Stellung mit erhöhter Kraftstoffaufnahme hervorgerufen wird. Wenn jedoch die Einrichtung zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses in Tätigkeit ist, haben die Federglieder 73 und 78 die Ueigüng, den Ventilschieber 63 nach links, zu verschieben Die Servoeinheit 46 und die Schulter 49a erlauben daher nur eine geringe Bexiegung des Kraftstoff-Einstellgliedes in Rüitung 'auf eine Stellung mit erhöhter Kraftstoffaufnahme«

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Beim momentanen Auftreten eines negativen Druckes in der Verteilerleitung 30 und der Kammer 35j "beispielsweise bei Beschleunigung des Motors von einer" niedrigen Geschwindigkeit' bei geringer Belastung, würde die Membran 76 nach links gezogen und demzufolge würde die Servoeinheit 46 geringfügig in der gleichen Richtung bewegt. Die Schulter 49a würde mit dem Anschlag 20 in Eingriff kommen, während der Anschlag den Anforderungen entsprechend versuchen würde, sich nach rechts zu bewegen^ um die Kraftstoffzufuhr zu erhöhen. Wenn jedoch die Mo tor ge se hwi ndi gke it steigen würde, würde der Druck in der Kammer 35 geringfügig ansteigen und die Membran 76 und den Ventilschieber nach'rechts bewegen. Der Ansatz 64 würde bei dieser Bewegung die Kanäle 56 geringfügig freigeben, um eine dosierte Flüssigkeitsströmung aus der öffnung und ein Abfließen durch einen Kanal ?4a zu dem Auslaß 75 zulassen. Das Brennstoff einStellglied 17 wiirde dann die Servo einheit solange nach rechts ziehen, solange, der Anstieg des Luftdruckes in der Kammer 35 anhält und der Ventilschieber 63 nach rechts bex^egt wurde, um ein Abfließen der Flüssigkeit aus der Kammer 53 zu ermöglichen»

Wenn der Motor innerhalb eines x^orgegebenen Geschwindig— keits- und Belastungsbereiehes arbeitet, welcher durch

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die ]?liehgewichte der Regel einrichtung bestimmt ist, stellt in der Kammer 35 ausreichend Luft zur Verfügung, um. die Einrichtung zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisse s in einer Stellung zu halten., welche geringfügige Bewegungen, welche durch den Regler beim Aufrechterhalten dieser Geschwindigkeit darauf ausgeübt werden, nicht einschränkt. Wenn jedoch die Motorbelastung bis zu einem i»unkt angestiegen ist, indem die Motorgeschwindigkeit abnimmt, wird der Luftdruck in der Kammer -35 um einen entsprechenden Wert verringert, wodurch bewirkt wird, daß der Ansatz 64 die Kanäle 56 einschränkt und das Auftreten von S¹IUs sigkeitskräften in · der Kammer 53 ermöglicht, um den Kolben 47 geringfügig nach links zu bewegen, so daß die Schulter 49a den Anschlag 20 zurückhält und damit verhindert, daß bezogen auf die zur Verfügung stehende Luft eine unverhältnismäßig größere Kraftstoff menge eingespritzt wird- Wenn die Bedienungsperson den Hebel 28 bewegt, um den Hotor zu be- schleunigen, wird der Anschlag 20 durch die Schulter 49a zurückgehalten bis in der Kammer 35 genügend Luft zur Verfügung steht, um zu ermöglichen, daß die Servoeinheit durch das Kraftstoff-Einstellglied 17 nach rechte bewegt wird.

Anhand von Pig. 3 wird nunmehr eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Diese Ausführungs-

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form unterscheidet sich durch, eine unterschiedliche Anzahl, .von JFe der gliedern zur Erzeugung einer Gegenkraft: für die Luftdruck-abhängige Membran 76 i?L einer ähnlichen ¥eise wie bei der ersten Ausführungsfarm der Erfindung. Beiden Ausführungsformen geimeinsame Elemente sind mit den. gleichen Bezugszeichen· bezeichnet.. Die abgewandelte Ausgestaltung ermöglicht, eine -variable Vorspanmingskraft auf die Membran auszuüben* um die Regeleinrichtung für das Kraftstoff-Luft-Verhältnis den Anforderungen besonderer Motoren genauer anzupassen wie im folgenden beschrieben wird.

Die ITederkonstante einer einzelnen^der druckabhängigeh Membran entgegenwirkenden !Feder ist linear. Der Druck in der EMaß-Verteilungsleitung eines Motors mit Vorverdichtung steigt dagegen nicht immer linear an. Eine solche Abweichung könnte kurzzeitig dazu führen, daß der steigende Luftdruck zeitweilig verringert wird, während das Kraftstoff-Einstellglied in. Richtung einer erhöhten Kraftstoff-ZuEuhr bewegt wird. Dies würde zu einer Erscheinung führen, die auch als Sekundär-Auspuffwolke bezeichnet wird. Die in Fig.-i und 2 gezeigte Ausführungsform einer Regeleinrichtung für das Kraftstoff-Luft-Verhältnis, verhindert oder begrenzt diese Sekundärwolken bei den meisten Motoren auf ein annehmbares Maß. Es wurde jedoch festgestellt, daß bei besteimmten Motoren das Auftreten von Auspuffwolken gering-

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fngig über' einem annehmbaren Haß liegt. Für diese Motoren ist es erforderlieh,, mehrere Federn in Reihe zu schalten oder eine Teuer mit veränderliche!? Federkonstante vorzusehen, um einen 'Gegendruck auf die druckabhängige Hembran amsauüben„ Durch eine solche Anordnung ist es möglich, die I'unlction der Segeleinrichtung für das Bi.-eniistoff-IiiijL't-Yerhältnis besonderen Motor-Gliarakteristiken anaH.— passen.

¥ie J¹Ig- 3 seigt, ist ein erstes !Federglied80 z^jischen einem Sitüglied 81 und dem Kolben47 angeordnet,, Bas Sitsglied 81 ist ein einer Bohrung 82 des Gehäuses 39 "verschiebbar. Ein zweites Federglied 84 ist zwischen dem Sitzglied 81 und einem becherförmigen Zwischenglied 85 angeordnet. Ein dritttes !Federglied 86 ist zwischen einem Flansch 88 des becherförmigen Gliedes B5 und einem weiteren becherförmigen Glied 68 angeordnet. Sin viertes Federglied 78 ist wie bei der ersten Alisführungsform zwischen dem Abschlußdecksl 06 uänci der Scheibe 77 angeordnet. Jedes Federglied hat eine besondere, vorbestimmte Fe de "^konstante.

die
Bei;;pielGweite wird/für das dritte Federglied 86 erlOro.erliciae Fed er konstante durch Bestimmung dos Betrages clo.L- Z^niiot-'ngenbewogung (AusXeiikung) im Verhältnis au 'j.er v/ätirena einos gegebenen Zeitraumes des Hotox'betriebes

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auf die Membran 76 wirkende Kraft (Belastung) be rechnet. Es wird eine Jeder gleichung der Form ■

Auslenkung (^-Federglied) =

verwendet, wobei die Konstante K4- des vierten Federgliedes 78, Auslenkung und Belastung bekannt sind. Diese Gleichung ergibt die Federkonstante K3 cles dritten Federgliedes 86.

Die für das zweite federglied 84 erforderliche Federkonstante wird errechnet durch den Betrag der Z«hnstangekobewegung (Auslenkung) bezogen auf die Kraft, welche während eines gegebenen Zeitraumes des Motorbetriebes, xielcher gerade vor dem durch das dritte Federglied 86 gesteuerten Zeitraum des Motorbetriebes liegt, auf die Membran 76 einwirkt (Belastung). Sine Federgleichung

Auslenkung des 2. Fed er glied es =

K4- +-

Ί/Κ2 + Ί/Κ5-

wobei K4-, Auslenkung, Belastung und K3 (drittes Federglied) bekannt sind, ergibt die Federkonstante Iv2 des .,weiten Fedei-gliedes.

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Die erfordernehe Federkonstante des ersten Federgliedes wird "berechnet mit Hilfe des Betrages der Auslenkung "bezogen auf die Belastung, die auf die Membran 76 gerade zu dem Zeitpunkt einwirkt, bevor das zweite Federglied wirksam wird.. Die Federgleichung

Belastung Auslenkung des 1.Federgliedes =

1/K2

in der K4, Auslenkung und Belastung bekannt sind und E3 und K2 bereits vorher bestimmt wurden, ergibt die · Federkonstante-E1 des ersten Federgliedes.

Im folgenden wird nun die Arbeitsweise der in Fig. 3 dargestellten 4*qdifizierteη Ausfuhrungsform der Erfindung beschrieben. Im Betriebszustand dient am Anfang das erste · Federglied 80 mit einer verhältnismäßig kleinen Federkonstante dazu, den Sitz 81 in de:·;· Bohrung 82 nach links zu verschieben. Der anfängliche Luftdruck in der Kammer 35* der verhältnismäßig klein- seil könnte, würde somit gegen eine verhältnismäßig weiche Feder arbeiten. Sobald der Luft_: druck weiter ansteigt, wurden die Federglieder 84 und mit gegenüber dem Federglied 80 höheren Federkräften der Fede" 80 über das Sitzglied 81 entgegenwirken, bis das -Sitzglied auf einen Anschlag 85 trifft. In diesem Zeit-

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punkt würde das aweite Federglied 84-, welches eine geringfügig größere· Federkonstante als das Federglied 80 hat, dem Luftdruck in dej? Kammer 55 entgegen- wirken. .Ein noch, weiteres Ansteigen des Luftdruckes in der Kammer 35 würde das Federglied 84- über das Federglied 86 zusammendrücken, welches xfiederum eine höhere Fed er konstante aufweist als das Federglied 84-, Bei einem Torbestimmten Luftdruck in der Kammer 35 wird das becherförmige Glied 85 auf das Sitzglied 81 auftreffen und der Luftdruck in der Kammer 35 beginnt auf das Federglied 86 einzuwirken. Somit erhält man eine wählbar fortlaufend zunehmende. Fed er konstante gpgen den ungleichmäßig zunehmenden Luftdruck in der Kammer 35·

Bei der ersten Ausführungsform wird durch die Verwendung nur einer Feder eine lineare Kraft gegen den ungleichmäßig anwachsenden Luftdruck erzeugt. Bei der abgewandelten Ausführungsform führt die Verwendung verschiedener Federkon^tanten zu einer linearen Kraft in Kombination mit einer geometrischen Änderung der Kraft su eine"? gleichmäßigeren Angleichung oder Anpassung an die auftretenden Drückänderungen.

Der Ventilschieber 63 arbeitet auch, hier in der oben für

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die erste Ausführungsform "besehriefoenen Art. Bas Zusammendrücken der Pedern durch die drackafchängige Membran bewirkt einen dosierten Abf«luß der Flüssigkeit aus der Kammer 53- -Dadurch, wird eine Bewegung des Brennstoff—Einstellgliedes 7Q nach, rechts in eine Stellungmit erhöhter kraftstoffzufuhr ermöglicht. Durch die größere Anzahl von !Federn ist es möglich, eine bessere Abhängigkeit der druckahhängigen Membran in iJezug auf den charakteristischen Druckluft-Yerlauf des Torirerdichters zu erzielen.

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Claims

Ansprüche

[1. Einrichtung zur Kraftstoff-Zufuhr eines Motors, welche durch einen Regler gesteuert wird und ein in einer ersten Richtung zur Erhöhung und in einer zweiten Richtung zur Drosselung der Kraftstoff zufuhr bewegliches Einstellorgan aufweist, wobei eine Üb er steuerungseinrichtung -vorgesehen ist, welche dem Regler zur wahlweisen Verhinderung einer Bewegung des Kraftstoff-Einstellorgans in der ersten Richtung übergeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die übergeordnete Regeleinrichtung eine in einer ersten Kammer (44) verschiebbaren Kolbenanordnung (47) aufweist, daß ein Teil dieser Kolbenanordnung zur_ Verhinderung einer Bewegung des Kraft stoff-Einstellorgans mit diesem unmittelbar in Berührung gebracht werden kann, daß eine Membran (76) in einer zweiten Kammer (35) der übergeordneten Regeleinrichtung beweglich angeordnet ist, daß erste Federmittel (72) zwischen der Eolbenanordnung und der Membran vorgesehen sind zur -Erzeugung einer in der ersten Richtung auf die Kolbenanordnung und in der zweiten Richtung auf die Membaran wirkenden Vorspannung, daß eine Einrichtung (40, 43, 54) zur Zuführung eines fflüssigkeitsdruckes zur ersten Kammer (53) vorgesehen ist, wobei

der Flüssigkeitsdruck gegen die Vorspannung der ersten Federmittel in der zweiten Richtung auf die Eolbenanordhung einwirkt, daß die Korbenanordnung Ventildurchlässe (56, 57) für einen wahlweise steuerbaren Abfluß der Druckflüssigkeit aus der ersten Kammer zur Erzielung einer Bewegung der Kolbenanordnung in der ersten Richtung aufweist, daß ein Ventilschieber (64-) zur wählbaren Öffnung und Schließung der Ventildurchlässe -mit der Membran (76) verbunden ist, daß Mittel (32) zur Veribindung der Lufteinfeittsleitung (30) mit der zweiten Kammer (35) zur Zuführung eines eingang ss-eit igen Luftdruckes Torgesehen · sind zur Bewegung der Membran und des VentilSchiebers in die erste Richtung entgegen der Vorspannung der ersten Federmittel, daß zweite Federmittel (78) zur Vorspannung der Membran und des Ventil Schiebers in die erste Richtung auf die Membran einwirken, und daß dritte Federmittel (73) zur Vorspannung der Membran und des Ventilschiebers in der zweiten Richtung vorgesehen sind.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die zweiten Federmittel (78) auf die Membran (76) ausgeübte Vorspannung im wesentlichen durch die in Gegenrichtung auf die Membran wirkende Vorspannung der ersten und dritten Federroittel (72,73) ausgeglichen ict»

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3. -Regeleinrichtung nach Anspruch. 1,. dadurch gekennzeichnet, daß vierte Federmittel zur Vorspannung der Membran in der zweiten Richtung vorgesehen sind»

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch, gekennzeichnet j daß die ersten, dritten und ,vierten Federmittel in Serie angeordnet sind und die Membran entgegen dem durch die zweiten Federmittel und dem in der zweiten Kammer (35) vorhandenen Einlaß-Druck die Membran beaufschlagen.

5. Regeleinrichtung für das Kraftstoff-Luft-Verhältnis eines Motors mit einem von einem Regler gesteuerten Kraftstoff-Einstellorgan und einem Vorverdichter zur Zuführung von Luft durch eine Eingangs-Verteilerleitung zum Motor, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Luftdruck in der Eingangs-Verteilerleitung (30) ansprechende Federmittel und eine mit diesen in Wechselwirkung stehende Ventilanordnung (48, 63) vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsdruck des Motor-Schmiermittels während des normalen, durch den

• ^Regler gesteuerten Motorbetrdäoes in Richtung auf die Federmittel und umgekehrt bewegbar ist, daß die Ventilanordnung wahlweise in einer ■ ich überlagernden Beziehung mit dem !kraftstoff-Einstellorgan (17) iur Erzeugung einer Zwangsbewegung des Einstellorgane bei einer

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Reduzierung des- Iiuf tdruckes in der Verteilerleitung anschließbar ist, jedoch während des Anlaufens der Maschine in einer sich nicht überlagernden Beziehung zu dem Einstsllorgan angeordnet ist, so daß während des Anlassens entsprechend der Segler einstellung eine ausreichende' Kraftstoffaufuhr besteht, jedoch nach dem Anlassen eine "Überlagerung der Ten til anordnung mit dem .Einstellorgan d.erart auftritt, daß ein optimales Eraftstoff-Iiuft-Verhältnis für den Motor besteht und eineüberhöhte Kraftstoff zufuhr beim zeitweiligen Auftreten eines verminderten Druckes in der Eingangs-Yerteilintgsleitung verhindert ist.

6» Regeleinrichtung nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, daß die Ifedermittel aus einerMembran (76) aus elastisch nachgiebigem Material und einepAnzahl von Federn bestehen, welche in einer normalerweise gleichgewichtigen Bezeiehung zu beiden Seiten der Membran angeordnet sind und welche auswählbar derart tätig sind, daß die Ventilanordnung (48, 63) in der sich nicht mit dem Kraftstoff-Einstellorgan überlagernden Stellung gehalten ist.

7. Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Ventilanordnung (4-8 _s 63) einen Kolben (4-7) aufweist, daß ein Ventilschieber (63 mit der Membran "verbunden ist, daß der Ventil se hieb er und der Kolben in einer sich nicht überlagernden Bezeiehung zu dem Kraftstoff-Einstellorgan (17) angeordnet sind, bis der Schieber in einer ersten Richtung bewegt wird , daß eine Kammer (53) zur Aufnahme der unter Druck gesetzten und in einer

den

zweiten Richtung den Kolben beaufschlagen/ Schmierflüssigkeit des Motors vorgesehen ist, daß Verbindungsmittel zwischen der Kammer und dem Ventilschieber vorgesehen sind, wobei die anfängliche Bewegung des Ventilschiebers in der ersten Ebhtung eine Bewegung des Kolbens in der zweiten Richtung zuläßt und eine Bewegung des VentilSchiebers in der zweiten Richtung eine Bewegung des Kolbens in

der ersten Richtung verhindert und bewirkt, daß der Kolben 'mit dem Kraftstoff-Einstellorgan in oner sich überlagernden Beziehung in Eingriff kommt.

8. Regeleinrichtung für das Kraftstoff-Luft-Verhältnis eines Motors mit einem Regler» ge st euer ten Eraftstoff-Einstellorgan und einem Vorverdichter, welcher dem Motor durch eine Singangs-Verteiler-Leitung Luft zu-

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führt, dadurch gekennzeichnet, daß auf Druck ansprechende Mittel (76) mit der Eingangs-Verteilerleitung (JO) in Verbindung stehen, daß ein Eingriff sxri. sehen einer Servo einheit (46) und dem Kraftstoff -Einstellorgan ('17) herstellbar ist, wobei die Servoeinheit durch den Druck der Schmierflüssigkeit des Motors betätigbar und einteilig mit einem Eolbenteil (47) und einem Ventilteil (48) ausgeführt ist, daß 'der Ventilteil der Servoeinheit eine Bohrung (62) und Durchlässe (56, 57) aufweist, daß ein an die auf Druck ansprechenden Mittel angeschlossener Ventilschieber (63) verschiebbar in der Bohrung angeordnet und mit einer ringförmigen Ausnehmung (66) ausgebildet ist, welche zur Steuerung des die Servoeinheit betätigenden Druckflüssigkeitsstromes bezüglich der Durchlässe verschiebbar ist, daß jfeaermittel (72, 73) auf einer Seite der auf Druck ansprechenden Mittel zur Verstellung der ringförmigen Ausnehmung bezüglich de:.:· Durchlässe derart vorgesehen sind, daß x»jährend des Anlaufens des Motors ein im wesentlichen unbeschränkter Druckflüssigkeitsstrom durch die Servoeinheit hindurchtritt, wobei die Servoeinheit in ihrer Ruhestellung ist und die Arbeitsbewegung Qes Kraftstoff -Einstellorgane (17) unbeeinflußt

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■ ist, bis beim Auftreten eines vorbestimmten Druckanstieges in der Eingangs-Verteilerleitung (JO) eine Betätigung der Servoeinheit erfolgt und die auf Druck ansprechenden Mittel mit dem Ventilschieber bezüglich der Durchlässe derart verschoben werden, daß der durch die Servoeinheit hindurchtretende Druckflüssigkeitsstrom derart eingeschränkt und dosiert wird, daß während einer.dann auftretenden Verminderung des Luftdruckes die Servoeinheit derart auf da/ Kraftstoff-Einstellorgan einwirkt, daß desssen Bewegung gehemmt ist und jedes verhältniswidrige Anwachsen der Kraftstoffzufuhr bezogen auf die in der Eingangs-Verteilung sleitung vorhandene Luft verhindert isto

9« Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Servoeinheit (46) ein vorstehendes Glied (49) mit einem Anschlag (49a) aufweist„ welcher wählbar mit dem Einstellorgan (17₅ 20) in Eingriff kommt und dessen Bewegung hemmtο

iO. Regeleinrichtung nach Anspruch 8_S dadurch gekennzeichnet, daß die Servoeinheit (46) im-wesentlichen -, axial mit dem Kraft stoff-Einstellorgan (17) ausgerichtet ist»

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11. Regeleinrichtung nach Anspruch 8_S dadurch gekennzeichnet, daß auf entgegengesetzten Seiten der auf Druck ansprechenden Mittel gegeneinanderwirkend angeordnete Federmittel vorgesehen sind, durch welche die auf Druck ansprechenden Mittel normalerweise in einer Gleichgewichtsstellung gehalten sind»

12. Regeleinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die gegeneinander wirkenden .!Federnd.ttel im wesentlichen mit der Servoeinheit und dem Uraftstoff-Einstellorgan axial ausgerichtet sind»

13. Regeleinrichtung nach Anspruch 12_? dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel eine Feder mit wählbar veränderlicher Federkonstante einschließen.

14. Regeleinrichtung nach Anspruch 13₉ dadurch gelennezeichnet, daß die Betätigung der Federmittel durch die auf Druck ansprechenden Mittel additiv und in Serie erfolgt.

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