DE2448656C3 - Device for controlling the fuel delivery rate of an injection pump for internal combustion engines - Google Patents
Device for controlling the fuel delivery rate of an injection pump for internal combustion enginesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruches I.The invention relates to a device according to the preamble of claim I.
Bei einer solchen, durch das DT-Gbm 18 84 514 bekannten Einrichtung wirkt die dem Motor zuzuführende Druckluft über einen mit Dichtungselementen versehenen Kolben direkt auf die Verdrehmittel des Zapfens ein; bei geringen Luftdrücken ist der Reibungsverlust dirch diesen Kolbentricb zu groß, so daß die Verdrehkraft nicht mehr ausreicht, um den Zapfen nachzustellen.In such a device, known from DT-Gbm 18 84 514, the one to be fed to the motor acts Compressed air is applied directly to the rotating means of the via a piston fitted with sealing elements Tenon one; at low air pressures the friction loss is too great dirch these piston tricb, so that the The torsional force is no longer sufficient to readjust the pin.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Hinrichtung dahingehend zu verbessern, daß sie empfindlicher reagiert bei einfachem Aufbau und daß durch die Regelvorgänge keine Rückwirkungen auf die auf den Luftdruck ansprechende Steuervorrichtung entstehen.The invention is based on the object to improve known execution to the effect that it is more sensitive to simple structure and that the control processes have no repercussions on the control device responding to the air pressure develop.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im Kenn/eichen des Anspruches 1. Der Anspruch 2 kennzeichnet eine \<>ru-ilhafte Ausgestaltung der Erfindung.This object is achieved according to the invention by the features in the characterizing part of claim 1. The Claim 2 characterizes a ru-like embodiment the invention.
Die Erfindung bringt den wesentlichen technischen Fortschritt mit sich, daß ein sehr empfindliches Organ zur Erfassung des jeweiligen Luftdrucks, nämlich eine evakuierte Kapsel, verwendet werden kann, so daß auch bei kleinen Luitdrücken geringe Luftdruckunterschiedc sogleich in die Steuerung und Regelung eingehen und daß trotzdem immer ausreichende Verstellkräfte an der Steuerstange zur Verfugung stehen. Line Rückwirkung der Steuer- und Regelvorgänge auf die empfindliche Kapsel wird dadurch vermieden, daß die Steuerdrücke im Nachlauf-Servomotor die Kapsel nicht direkt beaufschlagen, sondern vielmehr eine Zone innerhalb des Gehäuses, in welcher der der Maschine zuzuführende Luftdruck herrscht, und mit dieser Zone ist über einen Kanal eine Kammer verbunden, die die Kapsel aufnimmt, wobei dieser Kanal natürlich derart bemessen ist, daß die erforderliche Dämpfung eintritt. Zwischen Kapsel und Zapfen befindet sich lediglich eine einzige Gelenkstelle. Da der Differentialkolben und der Steuerschieber ständig in Bewegung sind, sind die Ansprechzeiten klein; beide Teile benötigen keine reibungserzeugenden Dichtungselemente, da sie ebenso wie die Kapselkammer ständig mit dem Druckmittel angefüllt bleiben.The invention brings with it the essential technical progress that a very sensitive organ for detecting the respective air pressure, namely a evacuated capsule, can be used, so that even with small air pressures small air pressure differencesc immediately go into the control and regulation and that still sufficient adjustment forces on the Control rod are available. Line reaction of the control and regulation processes on the sensitive Capsule is avoided by the fact that the control pressures in the follow-up servo motor do not directly reach the capsule act on, but rather a zone within the housing in which the machine to be fed Air pressure prevails, and with this zone a chamber is connected by a channel, which is the capsule receives, this channel is of course dimensioned such that the required attenuation occurs. There is only one joint point between the capsule and the pin. Since the differential piston and the If the control spool is constantly in motion, the response times are short; both parts do not need any friction-generating sealing elements, as they, like the capsule chamber, are constantly with the pressure medium stay filled.
Ein mit einem Differentialkolben und konzentrischem Steuerschieber arbeitender Nachlauf-Servomotor ist im Prinzip durch die DT-AS 20 64 645 bekannt, jedoch ist dort keine auf Luftdruck ansprechende Steuervorrichtung vorhanden und außerdem sind zahlreiche Gelenkstellen im Zuge der Steuer- und Regeleinrichtungen vorgesehen, deren Gelenkspiel sich summiert und, insbesondere nach längerer Betriebsdauer, zu Ungenauigkeiten der Steuerung führen kann.A follow-up servo motor working with a differential piston and concentric control slide is in the The principle is known from DT-AS 20 64 645, but there is no control device that responds to air pressure and there are also numerous articulation points in the course of the control and regulation devices provided, the joint play adds up and, especially after a long period of operation, to inaccuracies the control can lead.
Beim Gegenstand der DT-AS 10 94 528 sind gleich-In the case of the DT-AS 10 94 528, the same
falls zahlreiche Gelenkstellen vorhandei,. eine barometrische Kapsel wirkt über einen mit Druckluft betriebenen Servomotor auf die Verstellung der Steuerstange ein, wobei zwischen der Kapsel und dem Zapfen sechs Gelenkstellen vorgesehen sind und keine Beruhigung des Druckes stattfindet.if there are numerous joints. a barometric one The capsule acts via a servomotor operated with compressed air to adjust the A control rod, with six hinge points being provided between the capsule and the pin and none Calming of the pressure takes place.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigtAn embodiment of the invention is in Drawing shown. It shows
F i g. 1 eine axial geschnittene Teilansicht undF i g. 1 is an axially sectioned partial view and
F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie !1-II der Fig. 1.F i g. 2 shows a section along the line! 1-II of FIG.
Die F i g. 1 und 2 zeigen eine Einrichtung 1 zur Steuerung der Brennstoff-Förderleistung je Umdrehung einer schematisch dargestellten Einspritzpumpe P. Diese Einrichtung umfaßt Mittel 2 zur Steuerung der Änderung der Förderleistung je Umdrehung, die im iS allgemeinen durch einen auf die Drehzahl des von der Pumpe gespeisten Motors ansprechenden Fliehkraftregler gebildet werden. Die Einrichtung umfaßt ferner ein Organ 3 zur Regelung der Förderleistung je Umdrehung der Pumpe, welches im allgemeinen durch eine in ihrer Längsachse gleitend verschiebliehe Regelstange mit Zahnstangenteil gebildet wird. Line Verschiebung der Regelstange 3 nach der rechten Seite der Fig. 1 bewirkt eine Zunahme der Förderleistung je Umdrehung, wie durch den mit dLMii Zeichen + versehenen Pfeil angegeben, während die Verschiebung der Regclstange 3 in entgegengesetztem Sinn eine Abnahme der Förderleistung je Umdrehung bewirkt, wie durch den nut dem Zeichen - verschonen Pfeil angegeben.The F i g. 1 and 2 show a device 1 for controlling the fuel flow rate per revolution of an injection pump schematically illustrated P. This device comprises means 2 of the change of flow rate per revolution for control, general in i S fed by a on the rotation speed of the pump Engine responsive centrifugal governor are formed. The device further comprises an element 3 for regulating the delivery rate per revolution of the pump, which is generally formed by a control rod with a toothed rack part that is slidably displaceable in its longitudinal axis. Line shifting the control rod 3 to the right side of FIG. 1 causes an increase in the delivery rate per revolution, as indicated by the arrow provided with the dLMii sign +, while the shifting of the control rod 3 in the opposite sense causes a decrease in the delivery rate per revolution, such as indicated by the nut the sign - spare arrow.
Die Einrichtung I enthält außerdem Mittel /. zur Verbindung zwischen den Steuermitteln 2 und der Rcgelstange 3. die einen tlbcrtragungshebel 4 umfassen, der an seinen Enden schwenkbar mit den Stcucrmiiieln 2 bzw. mit der Regelstange 3 verbunden ist.Facility I also contains means /. to the Connection between the control means 2 and the control rod 3, which comprise a transfer lever 4, which swivels at its ends with the Stcucrmiiieln 2 or with the control rod 3 is connected.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist dieser Hebel 4 an seinem unteren Ende an eine Gelenkkugel 5, die von einem Längsarm 2u getragen wird, angelenkt und kann in der Längsrichtung durch die Steuermittel verschoben werden. Das andere Ende des Hebels 4 ist unmittelbar an eine für eine Translalionsbewegung fest mit der Regclstange 3 verbundene Achse 6 angelenkt, er kann aber auch mit dem Arm 2;i und/oder mil der Regelstange 3 über zusätzliche Hebel vei bunden sein.In the embodiment shown, this lever 4 is articulated at its lower end to a joint ball 5 which is carried by a longitudinal arm 2u and can be displaced in the longitudinal direction by the control means. The other end of the lever 4 is articulated directly to an axis 6 that is firmly connected to the control rod 3 for a translation movement, but it can also be connected to the arm 2; i and / or to the control rod 3 via additional levers.
Der Übcrtragungshebcl 4 ist in einem mittleren Abschnitt auf einer Schwenkachse 7 frei drehbar, die fest mit einem von dem Gehäuse C der Vorrichtung 1 getragenen Zapfen 8 verbunden ist. Die geometrische Achse der Schwenkachse 7 ist zu der geometrischen Achse des Zapfens 8 parallel und in bezug auf diese exzentrisch. In Fig. 1 ist diese Exzentrizität mit / bezeichnet. Die Achse 7 hai vorzugsweise dieselbe Entfernung von beiden Enden des Hebels.The transfer lever 4 is freely rotatable in a central section on a pivot axis 7 which is fixedly connected to a pin 8 carried by the housing C of the device 1. The geometric axis of the pivot axis 7 is parallel to the geometric axis of the pin 8 and eccentric with respect to this. In Fig. 1, this eccentricity is denoted by /. The axis 7 is preferably the same distance from both ends of the lever.
Es sind für den Druck eines Druckmittels, im allgemeinen Drucköl, empfindliche Mittel E /.ur Verdrehung des Zapfens 8 vorgesehen, die einen Nachlaufservomolor 9 mit einem Differentialkolben 10 und einem Steuerschieber 11 umfassen, der zusammen mit dem Differcntialkolben gemäß der gegenseitigen Stellung beider einen veränderlichen Drossclquer- ^0 schnitt sbestimmt.There are provided for the pressure of a pressure medium, generally pressure oil, sensitive means E /.ur rotation of the pin 8, which include a follower servomolor 9 with a differential piston 10 and a control slide 11, which together with the differential piston according to the mutual position of both a variable Drossclquer- cut sbestimmt ^ 0th
Mit dem Ausdruck Differcntialkolben 10 ist ein Kolben mit einer querlicgendcn kleinen Fläche Ί2 und einer querliegenden großen Fläche 13 bezeichnet, die dem Druckmitteldruck ausgesetzt sind. Diese !lachen 12 und 13 bestimmen in einem Zylinder 20, in welchem der Differentialkolben 10 verschicblich ist. eine Kammer Zi kleinen Querschnitts bzw. eine Kammer 7.2 großen Querschnitts. Diese Kammern Z\ und Zi sind beständig miteinander durch einen Kanal 15 kleinen Querschnitts verbunden. Dieser Kanal 15 tritt durch den Differentialkolben 10, so daß er die Flächen 12 und 13 miteinander verbindet.The expression differential piston 10 denotes a piston with a small transverse area Ί2 and a large transverse area 13 which are exposed to the pressure of the pressure medium. These areas 12 and 13 determine in a cylinder 20 in which the differential piston 10 can be moved. a chamber Zi small cross-section or a chamber 7.2 large cross-section. These chambers Z \ and Zi are permanently connected to one another by a channel 15 of small cross-section. This channel 15 passes through the differential piston 10 so that it connects the surfaces 12 and 13 with one another.
Durch eine Öffnung 14 gebildete Druckmittelzufuhrmittel führen Druckmittel in die Kammer kleinen Querschnitts .Ί ein. Die Kammer großen Querschnitts Z2 steht durch den veränderlichen Drosselquerschnitt s mit einer Zone R in Verbindung, in der das öl zur Speisung des Servomotors 9 einen Druck hat, der dem Druck der der Maschine zugeführten Luft entspricht, der in dem Gehäuse herrscht.Pressure medium supply means formed through an opening 14 lead pressure medium into the chamber of small cross section .Ί. The large cross-section chamber Z 2 is connected by the variable throttle cross-section s with a zone R in which the oil for feeding the servo motor 9 has a pressure which corresponds to the pressure of the air supplied to the machine which prevails in the housing.
Der Differentialkolben 10 enthält eine axiale Bohrung 16, welche an einem Ende den Steuerschieber 11 aufnimmt und an ihrem anderen Ende mit der Zone R in Verbindung steht. Die Bohrung 16 ist an ihrem anderen Ende geschlossen und steht mit der Zone R durch Öffnungen 17 mit radial liegender Achse in Verbindung. Die zylindrische Oberfläche des Steuerschiebers 11 enthält wenigstens eine und vorzugsweise zwei Öffnungen 18, die zusammen mit der Innenfläche der Bohrung 16 den veränderlichen Drosselquerschnitt s bilden. Diese Öffnungen 18 stehen mil einem in dem Steuerschieber 11 in der Längsrichtung vorgesehenen Blindkanal 19 in Verbindung, der in die Bohrung 16 auf der Seile der Öffnungen 17 mündet.The differential piston 10 contains an axial bore 16 which receives the control slide 11 at one end and which is in communication with the zone R at its other end. The bore 16 is closed at its other end and is connected to the zone R through openings 17 with a radially lying axis. The cylindrical surface of the control slide 11 contains at least one and preferably two openings 18 which, together with the inner surface of the bore 16, form the variable throttle cross section s. These openings 18 are connected to a blind channel 19 which is provided in the longitudinal direction of the control slide 11 and opens into the bore 16 on the cable of the openings 17.
Die Achse des Servomotors 9 liegt senkrecht zu der geometrischen Achse des Zapfens 8. und der Zylinder 20, in dem der Kopf des Kolbens 10 gleitet, wird von einem Teil des Gehäuses ("gebildet.The axis of the servo motor 9 is perpendicular to the geometric axis of the pin 8 and the cylinder 20, in which the head of the piston 10 slides, is of part of the housing ("formed.
Eine plattcnformigc Gabel 21, deren Umriß in F i g. 1 sichtbar ist ist drehfesi an dem Zapfen 8 durch einen Keil 22 befestigt, wobei die Mittelcbene der Gabel 21 senkrecht zu der Achse des Zapfens 8 liegt. Die Gabel 21 ermöglicht die Verdrehung des Zapfens 8. Eine Drehung dieses Zapfens im Uhrzeigersinn in F i g. I entspricht einer Vergrößerung der Förderleistung je Umdrehung, wie durch die Pfeile angegeben, während eine Drehung in entgegengesetztem Sinn einer Verringerung der Förderleistung je Umdrehung entspricht.A platform fork 21, the outline of which is shown in FIG. 1 is visible is Drehfesi on the pin 8 by a Wedge 22 is attached, the central plane of the fork 21 being perpendicular to the axis of the pin 8. The fork 21 enables the pin 8 to be rotated. A clockwise rotation of this pin in FIG. I. corresponds to an increase in the delivery rate per revolution, as indicated by the arrows, while a rotation in the opposite sense corresponds to a reduction in the delivery rate per revolution.
Ein unmittelbar, vorzugsweise durch Anschrauben, an dem Ende der Stange des Diffcrcntialkolbens 10 angebrachter Verbindungsteil 23 besitzt einen Finger 24, der mit einem Schlitz 25 in der Gabel 21 zusammenwirkt. Der Servomotor 9 wird durch eine verformbare Kapsel 26 gesteuert, welche die Verschiebungen des Steuerschiebers U bewirkt. Die Kapsel 26 kann in der Art einer Barometerkapsel ausgebildet und durch eine evakuierte elastische balgenförmigc Metallmembran 26;) gebildet sein, wie in F i g. 1 dargestellt.One directly, preferably by screwing, to the end of the rod of the differential piston 10 attached connecting part 23 has a finger 24, which with a slot 25 in the fork 21 cooperates. The servo motor 9 is controlled by a deformable capsule 26 which displaces of the control spool U causes. The capsule 26 can be designed in the manner of a barometer capsule and by an evacuated elastic bellows-shaped metal membrane 26;) be formed as in FIG. 1 shown.
Der Steuerschieber 11 ist ohne Gelenkstein unmittelbar an dem beweglichen Ende der Kapsel 26 befestigt, insbesondere durch eine Lötung bei 27. Das andere Ende 25;f der Kapsel 26 wird an einer in bezug auf das Gehäuse rfestliegcnden Wand 28 gehalten.The control slide 11 is directly without a joint block attached to the movable end of the capsule 26, in particular by soldering at 27. The other End 25; f of capsule 26 is attached to one with respect to the Housing fixed wall 28 held.
Die Kapsel 26 ist in einem Zylinder 29 angeordnet, der eine an einem Ende durch die Wand 28 geschlossene Kammer 30 bildet. Der Zylinder 29 ist an dem Gehäuse der Steuervorrichtung befestigt. Die Kammer 30 ist nur durch einen in der Wand des Zylinders 29 bzw. in dem Gehäuse vorgesehenen Kanal 31 bzw. 32 mit der Zone R verbunden, in welcher der Druck der dem Motor zuzuführenden Luft herrscht, also ein Ladedruck oder der Aimosphärcndruck. Die dann unter diesem Luftdruck stehende Kapsel 26 steuert die Verschiebungen des Steuerschiebers 11 entsprechend den Schwankungen des Luftdrucks.The capsule 26 is arranged in a cylinder 29 which forms a chamber 30 closed at one end by the wall 28. The cylinder 29 is attached to the housing of the control device. The chamber 30 is connected to the zone R only through a channel 31 or 32 provided in the wall of the cylinder 29 or in the housing, in which the pressure of the air to be supplied to the engine prevails, i.e. a boost pressure or the aimospheric pressure. The capsule 26, which is then under this air pressure, controls the displacements of the control slide 11 in accordance with the fluctuations in the air pressure.
Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen. Beim Servomotor 9 folgt der Differentialkolben 10 jeder Verschiebung des Steuerschiebers 11. Wenn sich der Steuerschieber 11 in F i g. 1 nach oben verschiebt, so daß er den Drosselquerschnitt .ν vollständig schließt, nimmt der Druck in der durch die Fläche 13 großen Querschnitts des Differcntialkolbens 10 begrenzten Kammer Zj zu, um im Grenzfall gleich dem Druck des bei 14 ankommenden Druckmittels zu werden. Da der Querschnitt der Fläche 13 größer ist als der der Fläche 12, hut der Differentialkolbcn :IO die Neigung, sich nach oben zu bewegen, d. h. in dem gleichen Sinn vnc der Steuerschieber 11. Umgekehrt, wenn der Steuerschieber 11 abwärts geht und den Drosselquerschnitt s vergrößert, nimmt die Ölförderung zu der Zone R zu. so daß der in dem Kanal geringen Querschnitts 15 auftretende Druckabfall ebenfalls zunimmt. Die Flach 12 kleinen Querschnitts des Differentialkolbens 10 win daher einem stärkeren Druck als die Fläche 13 großei Querschnitts ausgesetz'., so daß bei einem bestimmte Querschnitt s die Wirkung dieses Drucks vorherrscheni wird und der DilTerentiiilkolben 10 mit dem Steuerschie ber 11 abwärts geht.The facility works as follows. In the case of the servomotor 9, the differential piston 10 follows every displacement of the control slide 11. When the control slide 11 in FIG. 1 moves upwards so that it completely closes the throttle cross-section .ν, the pressure in the chamber Zj delimited by the area 13 of the large cross-section of the differential piston 10 increases, in order to be equal to the pressure of the pressure medium arriving at 14 in the limit case. Since the cross section of the surface 13 is larger than that of the surface 12, the differential piston: IO has the tendency to move upwards, ie in the same sense vnc the control slide 11 is increased, the oil production to the R zone increases. so that the pressure drop occurring in the channel 15 with a small cross section also increases. The flat 12 of the small cross section of the differential piston 10 are therefore exposed to a greater pressure than the surface 13 of the large cross section, so that at a certain cross section the effect of this pressure will prevail and the valve piston 10 with the control slide 11 goes downwards.
Hei einer Abnahme des Luftdruckes im Gehäuse ( dehnt sich die Kapsel 26 aus und bewirkt cini Verschiebung des Steuerschiebers 11 nach oben um somit eine gleichsinnige Verschiebung des Differential kolbens 10. Die Drehung der Gabel 21 erfolgt in Gegenuhrzeigersinn, wodurch mit ihr die Schwenkachsi 7 verstellt wird, die eine Verringerung der Förderlci stung je Umdrehung bewirkt. Fine entgegengcsetzli Berichtigung tritt bei einer Zunahme des Luftdrucks aufA decrease in the air pressure in the housing (the capsule 26 expands and causes cini Displacement of the control slide 11 upwards by a displacement of the differential in the same direction piston 10. The fork 21 is rotated counterclockwise, which causes the pivot axis with it 7 is adjusted, which causes a reduction in the Förderlci stung per revolution. Fine contrary Correction occurs when the air pressure increases
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
55
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