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Die Erfindung betrifft einen Drehzahlregler für eine Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine, mit einer Fliehgewichtseinrichtung mit einer eine positive Angleichung bewirkenden ersten Angleichvorrichtung mit einem durch eine Regelmuffe der Fliehgewichtseinrichtung betätigbaren federbelasteten Reglerhebel, der in Abhängigkeit der Drehzahl auf ein Mengensteuerglied der Kraftstoffeinspritzpumpe einwirkt, sowie mit einer eine negative Angleichung bewirkenden zweiten Angleichvorrichtung.
Bei Fahrzeug-Diesel-Brennkraftmaschinen ermöglicht die Angleichung eine optimale Ausnützung des Motordrehmomentes. Dabei wird abhängig von der Drehzahl vorübergehend eine Vergrösserung oder Verringerung der Einspritzrate vorgenommen, wodurch die eingespritzte Kraftstoffrate dem tatsächlichen Bedarf angepasst wird. Der Kraftstoffbedarf des nicht aufgeladenen Dieselmotors nimmt im allgemeinen mit steigender Drehzahl ab, was auf den geringeren relativen Luftdurchsatz, thermische Grenzbedingungen und veränderte Gemischbildung zurückzuführen ist. Zuviel eingespritzter Kraftstoff würde allerdings eine Rauchentwicklung bzw. Überhitzung des Motors bewirken. Um dies zu vermeiden, weisen Regler für Kraftstoffeinspritzpumpen eine Angleicheinrichtung auf, welche im Angleichbereich eine positive Angleichung der eingespritzten Kraftstoffrate an den tatsächlichen Bedarf ermöglichen.
Mit steigender Drehzahl verringert sich dabei die Fördermenge, bei fallender Drehzahl erhöht sie sich.
Bei Brennkraftmaschinen mit Abgasturboladern mit höherem Aufladegrad steigt allerdings der Kraftstoffbedarf für Vollast im unteren Drehzahlbereich so stark an, dass der natürliche Fördermengenanstieg der Einspritzpumpe nicht mehr genügt. Hier muss, abhängig von der Drehzahl oder dem Ladedruck, eine negative Angleichung vorgenommen werden, bei der eine verstärkte Zunahme der Fördermenge bei Drehzahlerhöhung durchgeführt wird.
Aus der DE 25 26 148 Al ist eine Regeleinrichtung für die Kraftstoffzufuhr von Einspritzbrennkraftmaschinen bekannt, bei der einerseits ladeluftdruckabhängig und andererseits durch eine fliehkraftverstellte Reglermuffe drehzahlabhängig über zwei entsprechende Kurvenplatten in den Drehzahlregler eingegriffen wird, um dadurch eine zugeordnete Angleichung zu erzielen. Dies wird über zwei von einem Zapfen durchsetzte ein-
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ander zugeordnete Kurven vorgenommen, wobei der Zapfen mit einem Verstellhebel verbunden ist, so dass eine negative Angleichung mit einem begrenzten Freiheitsgrad entsprechend der Gestaltung der Kurven erzielbar ist. Ein zusätzliches Aufschalten von Kenngrössen, beispielsweise das Einstellen einer Startmehrmenge, ist allerdings erschwert, bzw. nur mit erhöhtem konstruktiven Aufwand möglich.
Nachteilig ist die mangelnde Entkopplung der positiven und der negativen Angleichung.
Aus der DE 40 01 789 Cl ist ein mechanischer Drehzahlregler mit integrierter Positivangleichung im oberen Drehzahlbereich und einer negativen Angleichung im unteren Drehzahlbereich bekannt. Die negative Angleichung wird dabei durch einen Gegenanschlag auf einer mit einem Mengensteuerglied der Kraftstoffeinspritzpumpe verbundenen Gelenkgabel bewirkt, welcher eine Anschlagbahn für den drehzahlabhängig daran entlanggleitenden, an einer schwenkbaren Lasche angebrachten Vollastanschlag bildet. Während des Startvorganges wird der Vollastanschlag deaktiviert.
Aus der DE 39 43 392 Al ist ein Drehzahlregler einer Kraftstoffeinspritzpumpe mit einem Kipphebel bekannt, über den über einem bestimmten Drehzahlbereich unmittelbar oberhalb der Leerlaufdrehzahl eine negative Angleichung erzielbar ist. Der Kipphebel ist dabei auf einer Reglermuffe der Fliehgewichtseinrichtung gelagert und wirkt mit einem Geberanschlag zusammen, so dass innerhalb eines bestimmten Drehzahlbereiches eine negative Angleichung durch Verschwenken des Regelhebels bewirkt wird, wobei dieser Drehzahlbereich nach oben durch die von einem Einstellhebel eingestellte Last begrenzt wird. Dadurch wird über den Regelhebel und eine Kulisse eine Verschwenkung eines Wahlhebels bewirkt, wodurch ein Umlenkhebel in Richtung relativ zunehmender Kraftstoffzunahme pro Drehzahlzunahme verschwenkt werden kann.
Der Umlenkhebel ist mit seinem einen Ende mit einem Muffenbolzen der Fliehgewichtseinrichtung gekoppelt und wirkt über einen Zwischenhebel auf ein Mengensteuerglied der Kraftstoffeinspritzpumpe ein. Der universell einsetzbare Drehzahlregler weist eine starke Entkopplung zwischen positiver und negativer Angleichung auf, hat allerdings den Nachteil eines hohen konstruktiven Aufwandes und einer Vielzahl von einzelnen Teilen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei einem Drehzahlregler der eingangs genannten Art auf möglichst einfache Weise eine positive und negative Angleichung zu realisieren.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die zweite Angleichvorrichtung einen federbelasteten, am Reglerhebel gelagerten, vorzugsweise
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als Kipphebel ausgebildeten Angleichhebel aufweist, an dessen einem He- belarm die Reglermuffe der Fliehgewichtseinrichtung einwirkt und dessen anderer Hebelarm auf das Mengensteuerglied einwirkt. Dadurch kann die Anzahl der Teile auf ein Mindestmass beschränkt werden, so dass der konstruktive Aufwand sich in Grenzen hält.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die zweite Angleichvorrichtung eine Bewegungsbegrenzungseinrichtung aufweist, weiche den Verdrehungswinkel des Angleichhebels relativ zum Reglerhebel auf einen vordefinierten maximalen Angleichwinkel begrenzt. Durch die Bewegungsbegrenzungseinrichtung wird im wesentlichen der Bereich der negativen Angleichung bestimmt.
In einer sehr einfachen Ausführung ist vorgesehen, dass die Bewegungsbegrenzungseinrichtung aus zumindest einem in einem Langloch verschiebbar angeordneten Begrenzungszapfen besteht, wobei Langloch und Begrenzungszapfen durch verschiedene Teile aus der Gruppe Reglerhebel und Angleichhebel gebildet sind, und wobei vorzugsweise das Langloch im Angleichhebel angeordnet ist und der Begrenzungszapfen durch den Reg- lerhebel gebildet ist.
Eine sehr kompakte Ausführung ist möglich, wenn der Hebelarm des An- gleichhebels, welcher auf das Mengensteuerglied einwirkt, über die Angleichfeder mit dem Reglerhebel verbunden ist.
Die Reglermuffe der Fliehgewichtseinrichtung wirkt auf Kraftangriffs- flächen des Reglerhebels und des Angleichhebels ein. Um eine negative Angleichung zu erreichen, überragt die Kraftangriffsfläche des Angleichhebels dabei in der Ruhelage die Kraftangriffsfläche des Reglerhebels zur Regiermuffe hin um einen vordefinierten Angleichweg. Der am Reglerhebel gelagerte Angleichhebel wird durch die Angleichfeder im Anlenkpunkt des Mengensteuergliedes zur Kraftstoffeinspritzpumpe in Richtung Stopp gezogen. Sowohl der Angleichhebel, als auch der Reglerhebel werden von einer Reglerfeder über einen Vollastanschlag und die Reglermuffe mit den Fliehgewichten der Fliehgewichtseinrichtung im Gleichgewicht gehalten.
Im Falle eines Absinkens der Motordrehzahl wird die Reglermuffe in Richtung der niederen Drehzahl verschoben. Nach Aufliegen des Reglerhebels am Vollastanschlag wird die Kraftangriffsfläche des Reglerhebels zur Reglermuffe freigegeben, wodurch die Angieichfeder den Angleichhebel auslenkt, während die Kraftangriffsfläche des Angleichhebels der Bewegung der Reglermuffe weiterfolgt.
Dies ermöglicht im unteren Drehzahlbereich eine negative Angleichung der Einspritzmenge.
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Um beim Start eine Startangleichung zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass der Reglerhebel zweiteilig ausgeführt ist und aus einem ersten, mit einer Reglerfeder verbundenen Teil und einem zweiten, mit dem Angleichhebel verbundenen Teil besteht, wobei der erste und der zweite Teil relativ zueinander um einen vordefinierten Startangleichwinkel verdrehbar sind.
Der erste und der zweite Teil sind durch eine Startangleichfeder in Richtung erhöhte Einspritzmenge vorgespannt. Nach dem Starten knickt der zweite Teil gegenüber dem ersten Teil um den Startangleichwinkel in Richtung geringere Einspritzung ab, wodurch eine positive Startangleichung erfolgt.
Eine kompakte, aber dennoch robuste Konstruktion ergibt sich, wenn der Reglerhebel und/oder der Angleichhebel im Bereich der Verbindung mit der Fliehgewichtseinrichtung als Gabelhebel ausgebildet ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 den erfindungsgemässen Drehzahlregler in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung, Fig. 2 Reglerhebel und Angleichhebel des Drehzahlreglers in einer Seitenansicht, Fig. 3 Reglerhebel und Angleichhebel in einer Draufsicht, Fig. 4 Reglerhebel und Angleichhebel in einer Schrägansicht und Fig. 5 ein Diagramm mit Regierkennlinien.
Fig. 1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung eines Drehzahlreglers 1, wobei erfindungsunwesentliche Elemente, wie Einstellvorrichtungen, Startangleich u. dgl., der Übersicht halber nicht dargestellt sind.
Der Drehzahlregler 1 weist eine Fliehgewichtseinrichtung 2 mit Fliegewichten 3 auf, welche durch ein Reglerantriebsrad 4 angetrieben werden. Die Fliehgewichte 3 wirken auf eine Reglermuffe 5 und verschieben diese entlang der Achse 6. Der Drehzahlregler 1 weist eine erste Angleichvorrichtung 7 mit einem Reglerhebel 8 auf, welcher durch die Reglerfeder 9 in Richtung der Reglermuffe 5 vorgespannt ist. Über die erste Angleichvorrichtung 7 ist eine positive Angleichung der Einspritzmenge möglich, d. h., dass bei steigender Drehzahl das Mengensteuerglied 10 einer nicht weiter dargestellten Kraftstoffeinspritzpumpe in Richtung"-"geringerer Einspritzmengen ausgelenkt wird.
Der Drehzahlregler 1 weist weiters eine zweite Angleichvorrichtung 11 mit einem als Kipphebel ausgebildeten Angleichhebel 12 auf, welcher am Reglerhebel 8 gelagert ist.
Sowohl der Reglerhebel 8, als auch der Angleichhebel 12 weisen jeweils eine Kraftangriffsfläche 14, 15 für die Reglermuffe 5 auf. Die Lagerung 13
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des Angleichhebels 12 ist zwischen der Kraftangriffsfläche 14 des Reglerhebels 8 und dem Mengensteuerglied angeordnet. Der Angleichhebel 12 ist mit strichlierten Linien in seiner Ruhelage und punktiert in seiner ausgelenkten Lage in Fig. 1 dargestellt.
Mit Bezugszeichen 16 ist ein vorwählbarer Vollastanschlag für den Reglerhebel 8 bezeichnet.
Um den Verdrehwinkel des Angleichhebels 12 relativ zum Reglerhebel 8 zu begrenzen, ist eine Bewegungsbegrenzungseinrichtung 17 vorgesehen, welche aus einem Langloch 19 und einem Zapfen 20 besteht. Das Langloch 19 kann beispielsweise im Angleichhebel 12 angeordnet sein und der Zapfen 20 durch den Reglerhebel 8 gebildet sein.
Der Reglerhebel 8 und der Angleichhebel 12 sind miteinander über eine Angleichfeder 21 verbunden, welche den Angleichhebel 12 in Richtung des Mengensteuergliedes vorspannt.
Die Bewegungsbegrenzungseinrichtung 17 ist so ausgebildet, dass in der in Fig. 1 dargestellten Ruhelage der Reglerhebel 8 und der Angleichhebel 12 relativ zueinander um einen maximalen Winkel a verdreht sind und die Kraftangriffsfläche 15 des Angleichhebels 12 gegenüber der Kraftangriffsfläche 14 des Reglerhebels 8 um einen die negative Angleichung definierenden Weg xo in Richtung der Reglermuffe 5 vorragt. Dem Weg xo entspricht gemäss dem Verhältnis der beiden Hebelarme 12a, 12b des An- gleichhebels 12 der Weg Xi des Mengensteuergliedes.
Wird nun die Motordrehzahl n erhöht, verschiebt sich die Reglermuffe 5 in Richtung des Pfeiles 22 und lenkt den Angleichhebet 12 um den Weg Xo aus, bis die Reglermuffe 5 an der Kraftangriffsfläche 14 des Reglerhebels 8 zu liegen kommt. Durch diese Auslenkung wird das Mengensteuerglied 10 in Richtung "+" um die Wegstrecke Xi verschoben und somit die Einspritzmenge im unteren Drehzahlbereich erhöht. Sobald die Reglermuffe 5 auch an der Kraftangriffsfläche 14 des Reglerhebels 8 anliegt, endet die Negativangleichung und beide Hebel 8 und 12 werden synchron in Rich- tung"-"des Mengensteuerhebeis 10 bewegt, wodurch entsprechend der Hebelübersetzung des Reglerhebels 8 eine positive Angleichung bewirkt wird.
Umgekehrt wird im Falle eines Absinkens der Motordrehzahl die Reglermuffe entgegen der Pfeilrichtung 22 in Richtung niedere Drehzahl zurückgehen. Nachdem der Reglerhebel 8 am Vollastanschlag 16 aufliegt, liegt der der Reglermuffe 5 folgende und durch die Angleichfeder 21 gezogene
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Angleichhebel 12 aus, wodurch das Mengensteuerglied 10 in Richtung also geringerer Einspritzmenge, verschoben wird.
In den Fig. 2,3 und 4 ist ein Reglerhebel 8 samt Angleichhebel 12 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Reglerhebel 8 zweiteilig ausgeführt und besteht aus einem ersten mit der Reglerfeder 9 verbundenen gabelförmigen Teil 8a und einem mit diesem über eine Lagerung 8'gelenkig gelagerten zweiten gabelförmigen Teil 8b. Am zweiten Teil 8b ist der Angleichhebel 12 gelagert.
Durch die zweiteilige Ausführung des Reglerhebels 8 wird auf einfache Weise ein Startangleich zur Bereitstellung der höheren Starteinspritzmenge gewährleistet. Die Startangleicheinrichtung ist mit Bezugszeichen 22 angedeutet. Um den Startangleich zu erreichen, weist der erste Teil 8a ein Langloch 23 auf, in welchem ein zapfenförmiger Fortsatz 13a des Lagers 13 des zweiten Teiles 8b des Reglerhebels 8 verschoben werden kann. Der erste Teil 8a und der zweite Teil 8b des Reglerhebels 8 sind dabei gegeneinander verdreht, wobei der zweite Teil 8b samt dem Angleich- hebel 12 durch die Startangleichfeder 24 in Richtung "+" grösserer Einspritzmengen vorgespannt ist.
Fig. 5 zeigt ein Kennliniendiagramm des erfindungsgemässen Reglers, wobei der Weg x des Mengensteuerorgans 10 für die Vollast über der Drehzahl n aufgetragen ist. Bezugszeichen a bezeichnet den Bereich der Startangleichung, b den Bereich der negativen Angleichung und c den Bereich der positiven Angleichung.
Der erfindungsgemässe Drehzahlregler eignet sich besonders für DieselBrennkraftmaschinen mit direkt von der Nockenwelle angetriebenen Einsteckpumpen oder für Einspritzpumpen ohne eingebautem Regler.