DE759328C - Fluid regulators, especially for internal combustion engines - Google Patents

Description

Flüssigkeitsregler, insbesondere für Brennkraftxnaschinen Die Erfindung betrifft einen Flüs!sügkeitsregl.er, insbesondere für Brennkraftmaschinen, der eine drehzahlabhängig von der zu regelnden Maschine angetriebene, pulsend fördernde Reglerpumpe, z. B. eine Kolbenpumpe oder eine Membranpumpex und einen federbelasteten, vorn Druck der Reglerpumpe beaufschlagten Reglerkolben oder eine -membran aufweist.Fluid regulators, particularly for internal combustion engines. The invention relates to a Flüs! sügkeitsregl.er, in particular for internal combustion engines, the one speed-dependent control pump driven by the machine to be controlled, pulsating conveying pump, z. B. a piston pump or a Membranpumpex and a spring-loaded, front pressure The regulator piston or diaphragm acted upon by the regulator pump.

Bei den bekannten Reglerpumpen, dieser Art wird( die Reglerfiüssigkeit vom Pumpenkolben über ein Rückschlagventil durch eine Drosselstelle gefördert, so daß vor letzterer ein von der Drehzahl der Pumpe abhängiger statischer Staudruck entsteht. Dieser Staudruck wirkt auf den von der Reglerfeder belasteten Reglerkolben und verschiebt denselben jeweils so weit, bis er mit der Reglerfederspannung im Gleichgewicht ist.In the known regulator pumps of this type (the regulator fluid promoted by the pump piston via a check valve through a throttle point, so that before the latter, a static dynamic pressure dependent on the speed of the pump arises. This dynamic pressure acts on the regulator piston loaded by the regulator spring and moves the same until it is with the regulator spring tension im Balance is.

Gemäß der Erfindung steht der Arbeitsraum des Reglerkolbens während des, Druck- und Saughubes der Reglerpumpe in offener Verbindung mit deren Pumpenraum. Der Reglerkolben wird hierbei im Gegensatz zu den bekannten Reglern nicht von einem statischen Staudruck, sondern von den von der Reglerpumpe erzeugten dynamischen Druckwechseln beaufschlagt, deren Energie mit zunehmender Reglerpumpendrehzahl steigt.According to the invention, the working space of the regulator piston is during des, pressure and suction strokes of the regulator pump in open connection with its pump chamber. In contrast to the known regulators, the regulator piston is not operated by one static back pressure, but rather from the dynamic pressure generated by the regulator pump Pressure changes applied, the energy of which increases with increasing controller pump speed.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele dies Erfindungsgegenstandes im Schnitt dargestellt. Der Kolben i der Reglerpumpe 2 wird mittels eines Nockens 3 von der zu regelnden Maschine drehzahlabhängig angetrieben und steuert mit seiner Stirnkante .4 die. Ansaugehohrung 5 für die Reglerflüssigkeit. Der Pumpenraum 6 der Reglerpumpe steht über die Rohrleitung 7 mit dem. Arbeitsraum b des Reglerkolbens 9 in. offener Verbindung. Der Reglerkolhen überträgt mittels der Nadel io seine Bewegungen entgegen, der Reglerfeder i i auf das Krafts:toffverstellglied 12, z. B. die Regelstange der Brennstoffeinspritzpumpe einer Dieselmaschine. Die Reglerfeder stützt sich gegen einen, von Hand mittels des Hebels 13 verschiebbaren. Federteller 14, so daß die Vorspannung der Reglerfeder und damit die Drehzahl der Maschine beliebig einstellbar ist.In the drawing, two exemplary embodiments are the subject of the invention shown in section. The piston i of the regulator pump 2 is by means of a cam 3 driven and controlled by the machine to be controlled depending on the speed with its front edge .4 the. Suction tube 5 for the regulator fluid. The pump room 6 of the regulator pump is via the pipeline 7 with the. Working space b of the regulator piston 9 in. Open connection. The regulator piston transmits its io by means of the needle Movements counter to the regulator spring i i on the Krafts: toffverstellglied 12, z. B. the control rack of the fuel injection pump of a diesel engine. The governor spring is supported against a manually movable by means of the lever 13. Spring plate 14, so that the bias of the governor spring and thus the speed of the machine as desired is adjustable.

Während des: Druckhubes des Reglerpumpenkolbens i versperrt derselbe zunächst die Ansaugebohrung 5 und fördert dann das Volumen F - H zwangsl,äiufig in den Arbeitsraum. 8 des Reglerl:olbens@ g, der dabei entgegen der Spannung der Reglerfeder i i nach links verschoben wird. F ist die Kolbenfläche des Reglerpumpenkolhens. Während des Saughubes (H + x) und des. Rückströmhubes: x des Pumpenkolbens muß die Reglerfeder in der hierfür erforderlichen Zeit, die nachstehend kurz Saughuhzeit des:Reglerkolbens bezeichnet wird, die vom vorherigen Druckhub in Bewegung gesetzte Masse des Verstellgestänges und, der Reglerfliissigkeit abbremsen, in entgegengesetzter Richtung beschleunigen, und -das vorher in den Arbeitsraum 8 geförderte Flüssigkeitsvolumen F - H in den Pumpenraum zurückschiebeir. Wird nun die Drehzahl der Maschine, z. B. durch Entlastung derselben, erhöht, so wird auch der beim Druckhub der Reglerpumpe erzeugte Druckstoß auf den Reglerkolben verstärkt und' gleichzeitig die Saughubzeit des Reglerkolbens verkleinert. Die Reglerfeder kann dann in: der kürzeren Saughubzeit die vorher vom Regler in den Arbeitsraum 8 geförderte Flüssigkeitsmenge nicht wieder vollständig in den Pumpenraum zurückfördern, so daß die Reglerpumpe die fehlende Menge aus der Ansaugebohrung entnimmt. Beim nächsten Druckbuh der Reglerpumpe wird deshalb der Reglerkolben weiter nach links verschoben, und dadurch die Reglerfedar stärker vorgespannt. Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis: die Federspannung ausreicht, um das von der Förderpumpe geförderte Volumen F - H in der bei der höheren Drehzahl kürzeren Saughubzeit in den Pumpenraum 6 zurückzuschieben. Der Reglerkolben wandert also mit zunehmender Drehzahl nach links und verschiebt dabei das Kraftstoffverstellglied 12 in Richtung der Verminderung der Kraftstoffzufuhr zu der zu regelnden Maschine. Wird die Maschinendrehzahl vermindert, s( vermag die noch stark gespannte Reglerfedei in der dann vergrößerten Saughubzeit de1 Pumpe ein größeres Volumen als das vorher von der Pumpe geförderte zurückzuschieben da ja um die untere Totlage des: Pumpenkolbens i die Saugbohrung 5 geöfinnet ist. Das hat zur Folge, daß der Reglerkolben unter Entspannung der Reglerfeder so weit nach rechts wandert, bis die Reglerfederspannung gerade ausreicht, das Volumen F - H in der bei der niedrigeren Drehzahl längeren Saughul)-zeit des Pumpenkolbens in den Pumpenraum zurückzuschieben.During the: pressure stroke of the regulator pump piston i, the same first blocks the suction bore 5 and then inevitably conveys the volume F - H into the working space. 8 of the regulator: olbens @ g, which is moved to the left against the tension of the regulator spring ii. F is the piston area of the regulator pump piston. During the suction stroke (H + x) and the return stroke: x of the pump piston, the regulator spring must brake the mass of the adjusting rod and the regulator fluid set in motion by the previous pressure stroke in the time required for this, which is briefly referred to below as the suction cup time of the regulator piston , accelerate in the opposite direction, and -push the liquid volume F - H previously conveyed into the working chamber 8 back into the pump chamber. If now the speed of the machine, z. B. by relieving the same increased, so the pressure surge generated during the pressure stroke of the regulator pump on the regulator piston is increased and 'at the same time the suction stroke time of the regulator piston is reduced. The regulator spring can then in: the shorter suction stroke time not completely return the amount of liquid previously pumped by the regulator into the working chamber 8, so that the regulator pump takes the missing amount from the suction hole. The next time the regulator pump is pressurized, the regulator piston is therefore shifted further to the left, and the regulator spring is thus more strongly pretensioned. This process is repeated until: the spring tension is sufficient to push the volume F - H delivered by the feed pump back into the pump chamber 6 in the suction stroke time that is shorter at the higher speed. The regulator piston thus moves to the left with increasing speed and thereby displaces the fuel adjusting element 12 in the direction of reducing the fuel supply to the machine to be regulated. If the machine speed is reduced, s (is able to push back a larger volume than that previously conveyed by the pump in the then increased suction stroke time de1 pump, since the suction bore 5 is open around the bottom dead center of the: pump piston i As a result, the governor piston moves to the right, relieving the governor spring, until the governor spring tension is just sufficient to push the volume F - H back into the pump chamber during the longer suction stroke time of the pump piston at the lower speed.

Um die Empfindlichkeit des Reglers zu erhöhen, ist in der Rohrleitung 7 eine Drossel i5 vorgesehen, die das: Zurückschieben des Volumens F#H durch die Reglerfeder i i verzögert.In order to increase the sensitivity of the regulator is in the pipeline 7 a throttle i5 is provided that: pushing back the volume F # H through the Regulator spring i i delayed.

Ein anderes oder weiteres Mittel zum Verbessern der Empfindlichkeit des Reglers besteht darin, die auf den Regelvorgang wirksame Saughubzeit des Reglerpumpenkolbens zu verkleinern. Ein. Ausführungsbeispiel hierfür ist in Abb. 2 dargestellt. Der Punipenkolben i steuert mit einer besonderen Steuerkante 16 die Verlyindungsleitung 7 in der Weise, daß dieselbe während des. Druckhubes des Pumpenkolbens erst etwa bei Abschluß der Saugleitung geöffnet und während des, Saughubes des, Reglerkolbens schon etwa beim öffnungsbeginn der Saugleitung wieder abgesperrt wird. Im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i wird dadurch der auf den Regelvorgang wirksame Saughub des Reglerkolbens um die Höhe x der Ansaugebohrung 5 verkürzt und damit die wirksame Saughubzeit entsprechend. verkleinert. Die Steuerung der Leitung 7 kann natürlich auch durch ein besonderes, von einem Nocken angetriebenes Steuerorgan erfolgen.Another or further means of improving sensitivity of the regulator is the suction stroke time of the regulator pump piston that affects the regulating process to zoom out. A. The exemplary embodiment for this is shown in Fig. 2. Of the Punipenkolben i controls the Verlyindungsleitung with a special control edge 16 7 in such a way that the same during the. Pressure stroke of the pump piston only about when the suction line is closed and open during the suction stroke of the regulator piston is shut off again approximately at the beginning of the opening of the suction line. In comparison in relation to the exemplary embodiment according to FIG. i, the effect on the control process becomes The suction stroke of the regulator piston is shortened by the height x of the suction hole 5 and thus the effective suction stroke time accordingly. scaled down. The control of the line 7 can of course also by a special control element driven by a cam take place.

Um eine übermäßig-. Erwärmung der zwischen dem Pumpenraum 6 und dein Arbeitsraum 8 des Reglerkolbens hin und her pulsenden Regle:rflüssigkeit zu vermeiden, steht der Arbeitsraum 8 über eine Drossel 17, die vo1-zugsweise im Reglerkolben angebracht ist oder auch durch eine gewisse Undichth-eit des Reglerkolbens ersetzt werden. kann, finit eitlem Raum niedrigen: Druckes, vorzugsweise der Ansaugelei.tung 5, in Verbindung. Durch diese Drossel kann: ein Bruchteil der in den Arbeitsraum 8 geförderten Flüssigkeit abfließen, der beim nächsten, Saughub des Reglerkolbens durch kalte, der Saugbohrung 5 entnommene Reglerlüssigkeit wieder ersetzt wird. Die Drossel 17 wirkt darüber hinaus auf den von der Reglerpumpe erzeugten, Druckimpuls vermindernd, während die das Zurückschieben des Volumens F#H in den Pumpenraum verzögernde Drossel 15 die entgegengesetzte Wirkung aufweist. Durch entsprechende Auswahl der Querschnitte der beiden Drosseln kann; somit der Regler den vorliegenden Verhältnissen genau angepaßt werden..To an excessively-. Heating between the pump chamber 6 and your Working chamber 8 of the regulator piston to avoid pulsating regulating fluid, the working chamber 8 stands above a throttle 17, which is preferably in the regulator piston is attached or replaced by a certain leakage of the regulator piston will. can, finite space of low: pressure, preferably of the suction line 5, in conjunction. Through this throttle can: A fraction of that in the work area 8 the pumped liquid will flow off, the next suction stroke of the regulator piston is replaced by cold regulator fluid removed from the suction hole 5. The throttle 17 also acts on the pressure pulse generated by the regulator pump reducing, while the retarding the pushing back of the volume F # H into the pump chamber Choke 15 the opposite Has an effect. Through appropriate Selection of the cross-sections of the two throttles can; thus the controller the present Can be adapted exactly to the conditions.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Fördermenge der Regl.erpumpe 2 derart geregelt, daß sie mit zunehmender Belastung der geregelten Maschine abnimmt. Wie in, Abb, 3 dargestellt, kennzeichnet die Kurve a diie über dem Reglerkolbenweg aufge@ tragene, von der Reglerpumpe auf den Reglerkolben ausgeübte Impulskraft bei konstanter Fördermenge und gleichbleibender Drehzahl der Reglerpumpe. Diese Impulskraft ist bei jeder Reglerkolbenstellung konstant. Durch die Verminderung der Fördermenge der Reglerpumpe mit zunehmender Belastung der Maschine wird ein, beliebig steiler Abfall der Impulskraft z. B. nach der Linie b in Abb. 3 erreicht. Dieser steile Abfall der Impulskraft ermöglicht, wie die in Abb;. 3 eingezeichneten Charakteristiken c, d der zugehörigen Reglerfedern ohne weiteres: erkennen lassen, die Anwendung einer steiferen und deshalb kürzeren Reglerfeder und damit eine kurze, raumsparende Reglerbauart.In a further embodiment of the invention, the delivery rate of the regulator pump 2 controlled in such a way that it decreases as the load on the controlled machine increases. As shown in Fig. 3, curve a indicates diie over the travel of the regulator piston applied impulse force exerted on the regulator piston by the regulator pump constant flow rate and constant speed of the controller pump. This impulse force is constant for every regulator spool position. By reducing the delivery rate the controller pump with increasing load on the machine becomes as steep as desired Drop in impulse force z. B. reached after the line b in Fig. 3. This steep one Loss of impulse force allows, like that in Fig ;. 3 drawn characteristics c, d of the associated regulator springs: let us recognize the application a stiffer and therefore shorter regulator spring and thus a short, space-saving one Controller design.

Die oben erörterte Regelung der Fördermenge der Reglerpumpe geschieht gemäß Abb. i vorzugsweise durch Verdrehen des Reglerpumpenkolbens i, der zur Steuerung der Ansaugebohrung 5 eine schräge Steuerkante 4 aufweist. Die Verdrehung des Reglerpumpenkolbens geschieht mittels des vom Reglerkolben 9 betätigten, z. B. als Zahnstange ausgebildeten Verstellgliedes 12, das mit einer Verzahnung 18 am Schaft dies Pumpenkolben:si i im Einsgriff steht.The above-discussed regulation of the delivery rate of the regulator pump takes place according to Fig. i, preferably by turning the regulator pump piston i, which is used for the control the suction bore 5 has an inclined control edge 4. The twist of the governor pump piston happens by means of the actuated by the regulator piston 9, z. B. trained as a rack Adjusting member 12, the pump piston with a toothing 18 on the shaft: si i stands in engagement.

Die obige Regelung der Fördermenge der Reglerpumpe ist selbstverständlich auch bei den bekannten Flüssigkeitsreglern anwendbar, deren Reglerkolben durch die von; der Reglerpumpe geförderte und vor einer Drossel gestaute Reglerflüssigkeit beaufschlagt ist, da dort mit abnehmender Fördermenge der Reglerpumpe auch der auf den Reglerkolben wirkende statische Staudruck vermindert wird.The above regulation of the delivery rate of the regulator pump is a matter of course Can also be used with the known liquid regulators, the regulator piston of which by the from; The regulator fluid delivered by the regulator pump and accumulated in front of a throttle is acted upon, since there with decreasing delivery rate of the regulator pump also the the static back pressure acting on the regulator piston is reduced.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: i. Flüssigkeitsregler, insbesondere für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einer drehzahlabhängig von der zu regelnden Maschine angetriebenen., pulsend fördernden: Reglerpumpe, z. B. Kolbenpumpe oder Membranpumpe, und einem federbelasteten;, vom Druck der Regl-erpumpe beaufschlagten Reglerkolben, dadurch gekennzeichnet, - daß der Arbeitsraum (8) des Reglerkolbens (9) während des Druck-und Saughubes der Reglerpumpe (2) in offener Verbindung mit deren Pumpenraum (6) steht, so daß der Reglerkolben von den von der Reglerpumpe erzeugten dynamischen. Druckwechseln beaufschlagt ist. PATENT CLAIMS: i. Fluid regulators, especially for internal combustion engines, consisting of a speed-dependent driven by the machine to be controlled., pulsating conveying: regulator pump, e.g. B. piston pump or diaphragm pump, and one spring-loaded, regulator piston acted upon by the pressure of the regulator pump - that the working chamber (8) of the regulator piston (9) during the pressure and The suction stroke of the regulator pump (2) is in open connection with its pump chamber (6), so that the governor piston from the dynamic generated by the governor pump. Pressure change is applied. 2. Flüssigkeitsregler nach Anspruch i, dadurch gelcennzei,chnet, daß in der Vorbindungs:Ieitung (7) zwischen dem Reglerpumpfenraum (6) und dem Arbeitsraum (8) des Reglerkolbens (9) eine Drossel(s:teille (15) vorgeisehen ist. 2. Liquid regulator according to claim i, characterized in gelcennzei, chnet, that in the pre-binding: line (7) between the regulator pump chamber (6) and the working chamber (8) of the regulator piston (9) a throttle (s: part (15) is provided. 3. Flüssigkeitsregler nach Anspruch i und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum (8) des Reglerkolbens (9) über eine vorzugsweise im Reglerkolben angeordnete Drossel (17) mit einem Raum niedrigen Druckes, vorzugsweise der Ansaugeleitung (5), in Verbindung steht. Flüssigkeitsregler nach den Ansprüchen: i bis 3 oder einem dieser Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung zwischen: dem Arbeitsraum (8) des Reglerkolbens (9) und dem Reglerpumpenraum (6) vorzugsweise vom. Reglerpumpenkolben (i) in der Weise gesteuert wird, daß dieselbe während des Druckhubes des Pumpenkolbens (i) erst etwa bei Abschluß der Saugleitung (5) geöffnet und während des Saughubes des Pumpenkolbens schon etwa beim Öffnen der Saugleitung wieder abgesperrt wird (Abb-. 2). 5. Flüssigkeitsregler nach den Ansprüchen i bis 4 oder einem dieser Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördermenge der Reglerpumpe (2) mit zunehmender Belastung der geregelten Maschine vermindert wird. 6. Flüssigkeitsregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reglerpumpenkolben (i) vom Reglerkolben (9), vorzugsweise mittels des für die Verstellung der Brennstoffzufuhr vorgesehenen Verstellgliedes (12), verdreht wird und zur Steuerung der Ansraugebohrung (5) eine Schrägkante (4) aufweist (Abb. i). Hierzu i Blatt Zeichnungen3. Fluid regulator according to claim i and / or claim 2, characterized in that the working space (8) of the regulator piston (9) via a throttle, which is preferably arranged in the regulator piston (17) with a space of low pressure, preferably the suction line (5), in connection stands. Liquid regulator according to claims: i to 3 or one of these claims, characterized in that the connecting line between: the working space (8) of the regulator piston (9) and the regulator pump chamber (6), preferably from the. Regulator pump piston (i) is controlled in such a way that the same during the pressure stroke of the pump piston (i) only opened approximately at the end of the suction line (5) and during the suction stroke of the pump piston is shut off again when the suction line is opened (Fig-. 2). 5. Liquid regulator according to claims i to 4 or one of these claims, characterized in that the delivery rate of the regulator pump (2) increases with Load on the controlled machine is reduced. 6. Liquid regulator according to claim 5, characterized in that the regulator pump piston (i) from the regulator piston (9), preferably by means of the adjusting member provided for adjusting the fuel supply (12), is rotated and to control the suction hole (5) a bevel (4) (Fig. i). For this purpose i sheet of drawings