DE2845096C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D1/02—Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type not restricted to adjustment of injection timing, e.g. varying amount of fuel delivered
- F02D1/08—Transmission of control impulse to pump control, e.g. with power drive or power assistance
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02M41/00—Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor
- F02M41/08—Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined
- F02M41/10—Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined pump pistons acting as the distributor
- F02M41/12—Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined pump pistons acting as the distributor the pistons rotating to act as the distributor
- F02M41/123—Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined pump pistons acting as the distributor the pistons rotating to act as the distributor characterised by means for varying fuel delivery or injection timing
- F02M41/125—Variably-timed valves controlling fuel passages
- F02M41/126—Variably-timed valves controlling fuel passages valves being mechanically or electrically adjustable sleeves slidably mounted on rotary piston
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Drehzahlregler nach der Gattung des
Hauptanspruchs. Bei einem durch die DE-OS 22 56 209 bekannten Dreh
zahlregler dieser Art erfolgt die Veränderung der Grundeinstellung
durch einen Gleichstrommotor, auf dessen Welle ein Hebel starr
befestigt ist, der seinerseits über ein Gestänge mit einem der Arme
eines zweiarmigen Einstellhebels verbunden ist, an dessen anderem
Hebelarm sich die Achse des schwenkbaren Reglerhebels befindet.
Dieser Hebel wird von einer Stellmuffe um die Achse geschwenkt,
wobei unmittelbar auf die Stellmuffe eine Regelfeder einwirkt. Diese
Einrichtung hat den Nachteil, daß zwischen Stellmotor und Achse ein
aufwendiges Übertragungsgestänge vorgesehen ist mit mehreren Gelenk
punkten, deren Bewegungsspiel als Totweg in die Übertragung eingeht
und damit zugleich auch in nachteiliger Weise eine nicht unwesent
liche, unkontrollierte Verstellung der Lage der Achse zuläßt, die
jedoch genauestens einzustellen sein soll. Dies wird zudem gefördert
durch den Umstand, daß alle Teile, der Reglerhebel, der Zwischen
hebel und das Gestänge keiner vorspannenden Kraft ausgesetzt sind.
Es ergibt sich somit eine unerwünschte Ungenauigkeit der Einstellung
und Hysterese bei der Verstellung der Grundeinstellung.
Durch die DE-AS 19 10 112 ist ferner ein Drehmagnetsystem bekannt,
mit einem Drehmagneten, dessen Stellwelle unmittelbar mit einem als
Mengenverstellorgan dienenden Ringschieber bei einer Verteilerkraft
stoffeinspritzpumpe verbunden ist. Hier erfolgt die Mengenein
stellung und damit auch die Grundeinstellung grundsätzlich auf
elektrischem Wege durch entsprechene Ansteuerung des Drehmagneten.
Bei einer anderen Korrektureinrichtung der Grundeinstellung bei
einer im wesentlichen mechanisch geregelten Kraftstoffeinspritzpumpe
gemäß DD-PS 96 759 ist ein Übertragungsgestänge zwischen Reglerhebel
und Mengenverstellorgan als Prallelogrammgestänge ausgebildet, daß
durch einen elektrischen Stellmotor durch Veränderung einer diagona
len Länge mehr oder weniger gestreckt werden kann. Auch hier ergeben
sich die zur eingangs genannten Schrift angegebenen Nachteile.
Aufgabe der Erfindung ist es, in Weiterbildung der gattungsgemäßen
Merkmale einen Drehzahlregler einer Kraftstoffeinspritzpumpe zu
schaffen, bei dem auf einfache Weise eine sehr genaue, schnell
änderbare und möglichst hysteresearme Einstellung erzielt wird.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche
1, 3 und 6 gelöst. Mit der erfindungsgemäßen Lösung gemäß Kenn
zeichen des Patentanspruchs 1 ergibt sich vorteilhaft eine
hysteresefreie Verstellung der Grundeinstellung, wobei selbst mit
spielbehafteter Lagerung des Reglerhebels dieses Spiel durch die
einseitige Momentenbeaufschlagung seitens der drehzahlabhängigen
Kraft und der Rückstellkraft ausgeschaltet wird. Es ergibt ins
besondere die Ausgestaltung nach Anspruch 2 eine vorteilhafte Ein
griffsmöglichkeit, die sehr direkt auf das Fördermengenverstellorgan
wirkt und die Zahl von möglicherweise spielbehafteten und sich auf
das Einstellergebnis auswirkenden Lagerstellen auf ein Minimum redu
ziert. Während des Betriebs sich ergebende Störgrößen der Regelung
werden schnell eliminiert.
Gemäß Patentanspruch 3 wird mit denselben Vorteilen ein Eingriff in
den Freiheitsgrad der Schwenkbewegung des Reglerhebels genommen,
womit in einfacher Weise eine Begrenzung der Höchstkraftstoffein
spritzmenge bzw. der momentan zulässigen Kraftstoffeinspritzmenge
erzielt werden kann. Die erfindungsgemäße Lösung gemäß Patent
anspruch 6 ermöglicht einen Eingriff im Bereich der Wirksamkeit des
Drehzahlreglers durch Änderung der Einstellung einer Regelfeder des
Drehzahlreglers, was hier ebenfalls unter Einsparung spielbehafteter
Übertragungen oder Lagerstellen erfolgt.
Fünf Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der
Zeichnung vereinfacht dargestellt und werden im folgenden näher
beschrieben.
In Fig. 1 sind die für die Beschreibung der Erfindung
wesentlichen Teile einer Kraftstoffeinspritzpumpe mit
Drehzahlregler dargestellt. Ein Pumpenkolben 1 wird durch
einen Nockenrieb 2 in eine hin- und hergehende und
gleichzeitig rotierende Bewegung versetzt. Eine vom
nicht dargestellten Pumpenarbeitsraum abzweigende Boh
rung 3 wird durch eine an sich ruhende aber über den
Regler axial verschiebbaren Steuerschieber 4 zur Bestim
mung der Einspritzmenge gesteuert. Die Einspritzung fin
det so lange statt, wie beim Druckhub des Pumpenkolbens
1 die Bohrung 3 durch den Steuerschieber 4 gesperrt wird
und erst wenn die Bohrung 3 aus dem Steuerschieber 4
austaucht, kann durch weitgehendes druckloses Abströmen
des Kraftstoffs aus dem Pumpenarbeitsraum über die Boh
rung 3 eine Entlastung stattfinden, die die Einspritzung
beendet.
Der Drehzahlregler weist einen Regelhebel 5 auf, der auf
einer Achse 6 gelaget ist und an dem eine Regelfeder 7
angreift. Die Regelfeder 7 ist einerseits an einem Bol
zen 8 aufgehängt, zwischen dem und dem Regelhebel 5
eine Regelfeder 9 angeordnet ist. Auf der anderen Seite
hängt die Regelfeder 7 an einem Zapfen 10, der exzent
risch auf einer Welle 11 befestigt ist, die über einen
Verstellhebel 12 im Gehäuse 13 des Reglers verdrehbar
ist. Dieses Gehäuse 13 ist an ein Zwischengehäuse 14 ge
schraubt, welches wiederum am Gehäuse 15 der Einspritz
pumpe befestigt ist. Mit dem Pumpenkolben wird ein Dreh
zahlversteller 16 angetrieben, bei dem durch Fliehge
wichte 17 eine Verstellmuffe 18 verschoben wird, welche
an einem Starthebel 19 angreift. Sobald nach dem Start der
Brennkraftmaschine über den Drehzahlversteller 16 der
Starthebel 19 entgegen einer Startfeder 20 verschoben
wir, stößt dieser auf den Regelhebel 5, so daß in Art
eines Schleppgliedes Kraftschluß zwischen diesen beiden
Hebeln besteht. Am Starthebel 19 ist über eine Kugel 21
der Steuerschieber 4 an den Regler gekoppelt. Die Grund
funktion dieses Reglers ist allgemein bekannt.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbei
spiel ist die Achse 6 exzentrisch an einer Welle 7 eines
Elektromagneten 8 befestigt, der Elektromagnet 8 ist
als Drehmagnet ausgebildet, so daß eine Verdrehung der
Welle 7 eine Verschiebung der Lage der Achse 6 mit sich
bringt. Hierdurch wird unmittelbar in die Regelung ein
gegriffen, da durch die Verschiebung auch der Regel
schieber 4 verschoben wird bzw. das Kräfteverhältnis
von Regelfeder 7 und Drehzahlversteller 16 eine Ände
rung erfahren kann. Auf diese Weise kann sehr schnell
und sehr genau eine Korrektur von Störgrößen erfolgen,
so daß der Istwert wieder dem Sollwert bei einem Mini
mum an Proportionalitätsgrad angepaßt werden kann. Ein
Beispiel eines Drehmagnets ist in Fig. 5 näher be
schrieben. Wichtig ist auch, daß ein derartiger Ein
griff ohne entscheidende Änderung der Konstruktion der
Einspritzpumpe und des Reglers erfolgen kann. Bei die
sem Beispiel wird lediglich ein Magnetgehäuse 24 an
der entsprechenden Stelle an das Pumpengehäuse 15 ange
schraubt. Die Öffnung 25, in die der Ladeabschnitt 26
des Gehäuses 24 geschoben ist, dient normalerweise zur
Aufnahme einer Halterung der Achse 6, welche ebenfalls
durch Verdrehen einer Achsverstellung, nämlich bei de
ren Justierung erlaubt. Das Gehäuse 24 ist dabei von
Kraftstoff aus dem Gehäuse 15 her durchströmt, so daß
gleichzeitig eine Kühlung des Elektromagneten 23 er
folgt. Wie bei allen Beispielen kann natürlich bei ent
sprechender Kräfteumleitung statt einem Drehmagnet ein
Hubmagnet verwendet werden.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungs
beispiel wird die Welle 11′ durch den Drehmagneten 23′
verdreht, an welcher der Zapfen 10′ befestigt ist, an
dem die Regelfeder 7′ hängt. Die Regelfeder 7′ ist hier
als gekapselte Druckfeder dargestellt, funktioniert je
doch wie die Feder 7 im ersten Ausführungsbeispiel. Bei
diesem Ausführungsbeispiel wird die Führungsgröße der
Regelung durch den Magneten 23′ eingegeben, dessen Ge
häuse 24′ entsprechend am Pumpengehäuse 14 befestigt
ist. Wie beim vorherigen Beispiel ist auch hier das Ge
häuse 24′ von Kraftstoff aus dem Gehäuse 14 durch
strömt.
In Fig. 4 ist das dritte Ausführungsbeispiel dargestellt,
bei dem der Magnet 23′′ nur einen zusätzlichen Einfluß
auf die Verstellung der Welle 11′ nimmt. Zwischen den
willkürlich betätigbaren Stellhebel 12′ und der Welle 11′
ist hier eine elastische Kupplung, welche mit einer Spi
ralfeder 27 arbeitet, angeordent. Die Spiralfeder 27 ist
in einem Topf 28 mit ihrem äußeren Ende befestigt, wäh
rend das innere Ende an dem Ende der Welle 29 angeord
net ist, die mit der Welle 11′ verbunden ist, und auf
der der Anker des Magneten 23′ befestigt ist. Achsgleich
ist an dem Topf 28 ein Wellenstummel 30 befestigt, an
welchem der Verstellhebel 12′ angreift. Hierdurch ist es
möglich, daß die Führungsgröße über den Stellhebel 12′
eingegeben wird, jedoch durch den Drehmagneten 23′′ so
beeinflußt weren kann, daß eine Korrektur der Regel
größe bzw. der Stellgröße am Regelschieber 4 erfolgt.
In Fig. 5 ist ein Drehmagnet 23 in der Draufsicht
dargestellt. Im Grund eines U-förmigen Kerns 30 ist
eine Magnetspule 31 angeordnet. Zwischen den am Ende
der Schenkel des Kerns 30 angeordneten Jochen 32 ist
ein Anker 33 auf einer Welle 34 gelagert. An dem Anker
33 ist ein Zapfen 35 vorgesehen, der bei der Drehbewe
gung auf einen Hebel 36 wirkt, welcher den Anker 37
eines Gebers 38 betätigt. Der Geber 38 weist auf den
Anker 37 einen Ferritkern 39 auf, demgegenüber im Geber
gehäuse 40 Induktionsspulen 41 angeordnet sind. Der
Anker 37 des Gebers ist durch eine Feder 42 belastet.
Um die einzelnen Istwerte im nicht dargestellten elek
tronischen Steuergerät verarbeiten zu können, sind so
wie beim beschriebenen Drehmagneten auch bei den ande
ren für die Regelung entscheidenden Wegen Geber ange
ordnet. Grundsätzlich ist immer ein Drehzahlgeber vor
gesehen, der entweder unmittelbar am Motor oder an der
Antriebswelle der Einspritzpumpe die Drehzahl mißt.
In Fig. 6 ist eine andere Anordnung eines Hubgebers
dargestellt, wie er bei den Ausführungsbeispielen 2 und
3 anstatt des in Fig. 5 dargestellten Gebers Verwendung
finden könnte. Der Geber 43 ist im Prinzip wie der in
Fig. 5 dargestellte Geber 38 ausgebildet, wird jedoch
über einen Hebelarm 44 betätigt, der mit der Welle 11′
verbunden ist. Der Hebel 44 ist hier als Teil eines
Doppelhebels ausgebildet, an dessen anderem Schenkel
45 die Regelfeder 7′ aufgehängt ist.
Bei dem in Fig. 7 dargestellten vierten Ausführungsbei
spiel greift ein exzentrisch an der Welle 11′′ eines
Drehmagneten 23′′′ angeordneter Zapfen 47 an dem Regel
hebel 5 an. Hierdurch ist die Vollasteinspritzmenge
während des Betriebs änderbar, was insbesondere in Ab
hängigkeit der Temperatur erfolgen kann, die durchaus
als Störgröße die Regelung nachteilig beeinflussen
kann.
Im Gegensatz dazu, wird bei dem in Fig. 8 dargestellten
Ausführungsbeispiel durch den Zapfen 46′ der Regelschie
ber 4 der Eispritzpumpe unmittelbar gesteuert, da die
Mitnahmepumpe 21′ statt am Starthebel unmittelbar am
Regelhebel 5′ befestigt ist. Die Führungsgröße wird also
hier durch den Drehmagneten eingegeben, ähnlich wie bei
dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel.
Der Drehzahlversteller 16′, der an einem Schlepphebel
19′ angreift, entgegen der Kraft einer Feder 7′′, dient
lediglich als Abregler gegenüber Drehzahlen, d. h. als
Sicherung gegen Durchgehen des Motors.
Claims (9)
1. Drehzahlregler eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, mit einem
um eine verstellbare Achse schwenkbaren Reglerhebel, mit
dem einerseits ein Kraftstoffördermengenverstellorgan ge
koppelt ist und an dem ein Steller mit drehzahlabhängiger
Kraft entgegen einer Rückstellkraft angreift und mit einer
von einem elektronischen Steuergerät in Abhängigkeit von
Betriebsparametern gesteuerten, mit magnetischer Kraft ar
beitenden Vorrichtung zur mittelbaren Veränderung einer
Grundeinstellung des Kraftstoffördermengenverstellorgans,
dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Steuergerät
zur Veränderung der Grundeinstellung einen Drehmagneten (23)
steuert, durch den die Achse (6) des Reglerhebels (5/19)
in Verstelleinrichtung des Fördermengenverstellorgans (4)
parallel zu ihrer Ausgangsposition verschiebbar ist.
2. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Achse (6) exzentrisch an der Welle (22) des Dreh
magneten (23) angeordnet ist.
3. Drehzahlregler einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem
um eine verstellbare Achse schwenkbaren Reglerhebel, mit
dem einerseits ein Kraftstoffördermengenverstellorgan ge
koppelt ist und an dem ein Steller mit drehzahlabhängiger
Kraft entgegen einer Rückstellkraft angreift und mit einer
von einem elektronischen Steuergerät in Abhängigkeit von
Betriebsparametern gesteuerten, mit magnetischer Kraft ar
beitenden Vorrichtung zur mittelbaren Veränderung einer
Grundeinstellung des Kraftstoffördermengenverstellorgans,
dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Steuergerät
zur Veränderung der Grundeinstellung einen Drehmagneten
(23′′′) steuert, durch den ein Anschlag (46, 46′) zur Be
grenzung der Reglerhebelschwenkbewegung im Sinne einer Ver
stellung des Fördermengenverstellorgans (4) in Richtung
größerer Kraftstoffeinspritzmenge verstellbar ist.
4. Drehzahlregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß an der Welle (11′′) des Drehmagneten (23′′′) exzentrisch
ein Zapfen (46) angeordnet ist, welcher an dem dem Mengen
stellglied (4) abgewandten Ende eines zweiarmig ausgebilde
ten Reglerhebels (5) angreift.
5. Drehzahlregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mengensteuerung über den Drehmagneten (23′′′) erfolgt
und der Drehzahlversteller (16′) lediglich als Überdreh
sicherung wirkt.
6. Drehzahlregler einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem
um eine verstellbare Achse schwenkbaren Reglerhebel, mit
dem einerseits ein Kraftstoffördermengenverstellorgan ge
koppelt ist und an dem ein Steller mit drehzahlabhängiger
Kraft entgegen einer Rückstellkraft angreift und mit einer
von einem elektronischen Steuergerät in Abhängigkeit von
Betriebsparametern gesteuerten, mit magnetischer Kraft ar
beitenden Vorrichtung zur mittelbaren Veränderung einer
Grundeinstellung des Kraftstoffördermengenverstellorgans,
dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Steuergerät
zur Veränderung der Grundeinstellung einen Drehmagneten (23′, 23′′)
steuert, durch den eine Welle (11′) verdrehbar ist, durch
die ein exzentrisch an der Welle angeordneter Stift (10′)
verstellbar ist, an den das eine Ende einer die Rückstell
kraft aufbringenden Regelfeder (7′) angekoppelt ist, deren
anderes Ende mit dem Reglerhebel (5′) gekoppelt ist, welche
Welle zusätzlich mit einem Verstellhebel (12′) zur willkür
lichen Verstellung der Regelfeder verbunden ist.
7. Drehzahlregler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Verstellhebel (12′) und Welle (11′) eine
elastische Kupplung (27, 28) vorgesehen ist, und daß an
der Welle (11′) der Drehmagnet (23′′) angreift.
8. Drehzahlregler nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß als elastische Kupplung eine Spiralfeder
(27) dient, die mit ihrem inneren Ende an einem Teil und
mit dem äußeren Ende in einem die Feder aufnehmenden
Topf (28) befestigt ist, welcher achsgleich mit dem an
deren Teil verbunden ist.
9. Drehzahlregler nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß die Drehlage der Welle (11′)
durch einen Geber (38, 43) gemessen wird.
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