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Regler für Verbrennungsmotoren, insbesondere Luftfahrzeugmotoren Die
Erfindung betrifft einen Regler für Verbrennungsmotoren, insbesondere für Luftfahrzeugmotoren,
zur selbsttätigen Steuerung des Motors, z. B. seiner Speisung mit Brennstoff oder
seiner Zündzeitpunktverstellung über den gesamten Regelbereich in Abhängigkeit von
dem Betriebszustand, etwa von der Luftdichte der Verbrennungsluft.
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Es ist bekannt, solche Regler mit zwei Kurvenbahnen und einem wahlweise
auf eine dieser beiden schaltbaren Abtastglied zu versehen, um die Regelcharakteristik
nach der Form der beiden Kurvenbahnen verändern zu können.
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Der Erfindung gemäß -sollen die beiden Kurvenbahnen, von :denen die
eine nach der Reich-Kennlinie und die andere nach der Arm-Kennlinie geformt ist,
zu beiden Seiten des Abtastgliedes angeordnet werden, damit der Motor beim Betrieb
mit armem Brennstoff-Luft-Gemisch ebenso genau arbeitet wie beirrt Betrieb mit reichem
Brennstoff-Luft-Gemisch .im Gegensatz zu den bekannten Motorreglern, bei denen man
sich für die Verstellung von arm auf reich in der Weise zu helfen versuchte, daß
man eine für die Ableitung eines Luftwichteimpulses dienende Dose .axial verstellte
und dadurch dem gleichen Gewicht eine andere Brennstoffmenge zuordnete. In diesem
Falle erfährt die Regelcharakteristik durch die Verstellung lediglich eine Parallelverschiebung,
die für ein genaues Aussteuern eines armen Gemisches nicht ausreicht.
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Für den Übergang von der einen Kurvenbahn auf die andere muß bei der
Einstellung auf armes oder reiches Gemisch darauf Bedacht genommen werden, daß der
Übergang stetig, d.'h. unter Vermeidung einer Hinundherb.ewegung des Abtastgliedes,
.erfolgt. Es
inuß also vermieden werden, daß das Abtastglied von
der ein-,n Kurve abgehoben und nach Überführung zur anderen auf diese durch eine
gegenläufige Bewegung aufgesetzt wird. Denn es ist zu bedenken, daß eine gegenläufige
Bewegung des Abtastgliedes einer Steuerbewegung gleichkommt, auf die der Regler
sofort anspricht. Es soll aber selbstverständlich die Umschaltung so erfolgen, daß
der Regler keine gegenläufige Steuerbewegung veranlaßr.
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Aus diesem Grunde muß beim bekannten Regler mit zwei Kurvenbahnen
zwischen diese eine Übergangsgleitbahn vorgesehen werden, die das Abtastglied führt.
Durch eine solche Gleitbahn wird aber der die beiden Steuerkurven enthaltende Kurvenkörper
dreirlimensional. Die Herstellung eines solchen Kurvenkörpers ist im Hinblick auf
.die einzuhaltende Genauigkeit in der Praxis sehr schwierig, wenn nicht überhaupt
untragbar. Diese Schwierigkeit wird durch die Ausführung gemäß der Erfindung überwunden,
weil bei dieser die Herstellung auf die beiden nur zweidimensionalen Kurvenbahnen
beschränkt bleibt. Darüber hinaus läßt sich ohne weiteres, also ohne eine besondere
Gleitbahn für den Übergang, mit Sicherheit eine gegenläufige Bewegung während des
Umschaltvorganges unterbinden und schließlich der Schalweg so klein wie überhaupt
nur möglich halten. Die durch die Erfindung :gegebenen Vorteile sind grundsätzlich
unabhängig da-@ on, ob die beiden Kurvenbahnen als Rückführkurve oder als Pri.märsteuerkurve,
d.li. zur Erzeugung eines Primärimpulses zwecks Steuerung eines Kraftverstärkers,
vorzusehen sind. Wenn z. B. der Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von dein Ladedruck
oder der Ladewichte verändert werden soll, so kann die Doppelkurve gemäß der Erfindung
als Impulsgeber für einen Kraftverstärker arbeiten.
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Die beiden Kurvenbahnen können die Längsseiten eines langgestreckten
Steuerschlitzes bilden, der in einen Kurvenkörper hineingearbeitet ist und in den
das Abtastglied hereinragt.
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Die Ausführung gemäß der Erfindung ist auch insofern vorteilhaft,
als sie die Möglichkeit bietet, einer Gefährdung des Motors vorzubeugen, die bei
den bekannten Reglern aus einem Betrieb des Motors mit armem Gemisch außerhalb des
Dauerleistungsbereiches erwachsen könnte. Es braucht nämlich die Arm-Kurve nur an
ihren an den Dauerleistungsbereich anschließenden Enden zur Reich-Kurve zu werden,
damit nur im Dauerleistungsbereich eine Arm-Einstellung möglich ist.
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Die Zeichnung veranschaulicht schematisch zwei Ausführungsbeispiele
des Erfindungsgegens.tandes. Abb. i behandelt einen Gemischregler, dessen Impulsgeber,
z. B. Wichtedose, bei i an einen Steuerhebel :2 angreift, an den bei 3 eil! Steuerschieber
q. angelenkt ist. Der Schieber .4 steuert in bekannter Weise einen Druckmittelstrom
zu einem Servomotor, der seinerseits die Brennstoffmenge bzw. den Zündzeitpunkt
regelt.
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Der Steuerhebel 2 dreht sich um einen Abtastzäpfen 8, der an einer
der zwei Kurvenbahnen 6 und 7 anliegt, von denen beim dargestellten Beispiel die
Kurve 7 beim Arbeiten mit armem, die Kurve 6 beim Arbeiten init reichem Gemisch
wirksam ist. Selbstverständlich kann die Reich-Kurve auch nach außen und die Arm-Kurve
dann nach innen verlegt werden. Die Scheibe 5 erhält z. B. vermittels eines Ritzels
und einer an der Kolbenstange des Servomotors angebrachten Zahnstange eine Drehbewegung,
aus der sich unter Vermittlung eines Abtastzapfens 8 nach ':Maßgabe der Kurven 6
und ; eine Schwenkbewegung des Steuerhebels 2 um den Angriffspunkt i des Impulsgebers
ergibt.
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Der Abtastzapfen 8 kann wahlweise mit der Kure 6 oder 7 in Eingriff
gebracht werden, je nachdem, ob reich oder arm gefahren werden soll. Der Abtastzapfen
8 ist -zwischen zwei Schraubenfedern g und io eingespannt, die sich an einem Rahmen
i i abstützen. Dieser kann an einer Führung 12 zur Unischaltung des Zapfens 8 verschoben
werden, z. B. mit Hilfe eines Gestänges 13. Bei der gezeichneten Stellung wird der
Zapfen 8 kraftschlüssig in Anlage an der Kurvenbahn 6 gehalten, also mit reichem
Gemisch gefahren. Zur Umschaltung wird der Rahmen i i in Richtung des Pfeiles so
weit verschoben, daß die Feder 1o stärker gespannt wird als die, Feder g. -Der Einfachheit
der Darstellung halber ist die Umschalteinrichtung in Abb. i unter Verlängerung
des Steuerhebels :2 seitlich neben dem Zapfen 8 angedeutet. Konstruktiv ist es i
z. B. aus Gründen der Entlastung des Impulsgebers besser, die Federn g und 1o auf
den Zapfen 8 selbst wirken zu lassen.
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Der in der Steuerscheibe 5 vorgesehene Schlitz, dessen Längsseiten
die beiden Kurven 6 und 7 bilden, hat an den Enden eine solche Breite, daß der Abtastzapfen
8 gerade in den Schlitz hineinpaßt und infolgedessen eine Umschaltung von reich
auf arm nur in dem mittleren Kurvenbereich a möglich ist, welcher der Dauerleistung
bzw. der Reiseflugleistung entspricht. Außerhalb dieses Bereiches, d. h. bei Leerlauf
und Vollast, kann erfindungsgemäß durch zu armes Gemisch der Motor gefährdet werden.
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An der Wirkung des Reglers ändert sich nichts, wenn der Impulsangriff
i und der Abtastzapfen
8 in ihrer Lage zum Hebel z miteinander
vertauscht werden, wenn also der Impuls bei 8 angreift und der Abtastzapfen mit
seiner Scheibe 5 an die Stelle i gerückt wird. Während bei dem in Abb. i veranschaulichten
Beispiel der Hebel z, vom Impulsangriff i aus betrachtet, als einarmiger Hebel wirkt,
wird er zu einem zweiarmigen, wenn der Impuls bei 8 angreift und der Abtastzapfen
bei i die Schwenkachse für den Hebel 2 bildet. Ebenso kann, ohne von dem Erfindungsgedanken
abzuweichen, der Impulsangriff i fortfallen und der Impuls an der Scheibe 5 selbst
angreifen, so daß alsdann die Scheibe 5 nicht mehr Rückführscheibe ist, sondern
dazu dient, den einzusteuernden Impuls auf den Steuerhebel 2 und den Schieber4 zu
übertragen. Dabei ist es nun wiederum grundsätzlich gleichgültig, ob der an der
Scheibe 5.selbst angreifende Impuls von einem selbsttätig .ansprechenden Impulsgeber,
etwa von einer Dose, herrührt, oder ob die Scheibe 5 von Hand gesteuert wird. Das
letztere könnte z."B. bei einer Zündzeitpunktverstellung der Fall sein.
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Die genannten Abwandlungsmöglichkeiten bestehen auch bei der Ausführung
nach Abb. 2. Nach dieser tritt an die Stelle der mechanischen Umschaltvorrichtung
mit den Federn 9 und io ein pneumatisch oder hydraulisch arbeitender Umschalter
in Form eines Kolbens 14, dem das Druckmittel durch Leitungen 15 und 16 je nach
der Stellung eines Steuerschiebers 17 zugeleitet wird.
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In der gezeichneten Stellung des Schiebers 17 gelangt der Druck durch
die Leitung 15 auf die Unterseit6`des Kolbens 14, so daß der Abtas.tzapfen 8 kraftschlüssig
in Anlage an der Arm-Kurve 7 gehalten wird, die in der in Abb. 2 veranschaulichten
Stellung des Zapfens 8 aus den oben angedeuteten Gründen gleichbedeutend mit der
Reich-Kurve 6 ist. Bei der Verstellung des Zapfens 8 infolge der Drehung der Steuerscheibe
5 gibt der Kolben 14 in der gleichen Weise wie die Federn 9 und io nach, ohne daß
sich aber der Anpreßdrück des Zapfens 8 ändert.
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Es liegt klar auf der Hand, daß für denselben Motor mehrere Kurvenpaare,
z. B. eine Doppelkurve für den Gemischregler und eine zweite Doppelkurve für die
Zündzeitpunktverstell,ung, vorgesehen werden können.