Reguliereinrichtung an einer Einspritzpumpe eines Verbrennungsmotors, insbesondere Fahrzeug-Dieselmotors Die Erfindung betrifft eine Reguliereinrichtung an einer Einspritzpumpe eines Verbrennungsmotors, z.
B. eines Fahrzeugdieselmotors. Als Regler für die Einspritzpumpe von Dieselmotoren, die zum Antrieb von Fahrzeugen dienen, werden vorwiegend Zentri- fugalregler verwendet, entweder als Leerlauf- und Endregler, sogenannte Füllungsregler, oder als Dreh zahlverstellregler.
Beim Füllungsregler (Leerlauf- und: Endregler) betätigt der Fahrzeugführer über einen grossen Be reich der Drehzahl direkt die Regelstange der Ein spritzpumpe ohne jeden Einfluss des Zentrifugalreg- lers, von geringen Korrekturen, sogenannten An gleichungen , abgesehen. Der Fahrer verändert also direkt die Füllung der Einspritzpumpe und damit das Drehmoment des Motors..
Solange das Fahrzeug mit dein Motor gekuppelt ist, genügt eine solche Regelung in den meisten Fällen. Beim abgekuppelten Motor, bei kleiner Belastung, z. B. Fahrt im. ersten Gang in der Ebene, und bei stark wechselnder Belastung, z. B. im Gelände, .ist ein Konstanthalten der Drehzahl kaum möglich.
Beim Drehzahlverstellregler verändert der Fahrer entweder die Federspannung des Reglers, was relativ grosse Betätigungskräfte erfordert, oder die Gestänge länge zwischen Regler und Regelstange. Der Fahrer wählt also im ganzen Drehzahlbereich die gewünschte Drehzahl.
Die benötigte Pumpenfüllung wird vom Regler je nach Fahrwiderstand eingestellt. Diese Reg ler dürfen bei Erreichung der Höchstdrehzahl eihen Ungleichförmigkeitsgrad von höchstens etwa 100/0 haben,
damit der Motor im unbelasteten Zustand die Höchstdrehzahl nicht wesentlich überschreitet. Aus* konstruktiven Gründen ist damit meist auch der Charakter und der Ungleichförmigkeitagrad des Reg lers im Bereich zwischen Leerlauf- und Höchstdreh- zahl gegeben, und man erhält einen Verstellregler, der in allen eingestellten Drehzahlen einen verhältnis mässig kleinen Ungleichförmigkeitsgrad aufweist. Die ser relativ kleine Ungleichförmigkeitsgrad hat zwei Nachteile.
Erstens ergeben sehr kleine Wege am Gas pedal sofortige Drehmomentänd'erungen von Vollast auf Leerlauf oder umgekehrt, und zweitens ergeben kleine Ungleichförmigkeitsgrade des Reglers bei Fahrzeugen mit mehreren Motoren, z. B. Triebwagen mit mechanischer Kraftübertragung oder mit hydrau lischer Kraftübertragung und mechanischem Direkt gang bei Durchmesserdifferenzen in den Radban dagen der Triebräder, sofort grosse Unterschiede in der Lastverteilung auf die einzelnen Motoren.
Der gleiche Nachteil ergibt sich auch bei Differenzen in der Reglercharakteristik der einzelnen Regler und bei Differenzen in den Kommandogeräten und den Ge stängen zwischen Kommandogerät und EinsprItz- pumpenregler.
Die vorliegende Erfindung bezweckt einerseits die Mängel' des Füllungsreglers und anderseits jene des normalen Verstellreglers zu vermeiden. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ungleichförmig- keitsgrad vom Leerlauf bis zur höchsten Vollastdreh zahl grösser ist als im Abregelbereich, und dass der Übergang zurrt Abregelbereich plötzlich erfolgt,
und dass die willkürliche Drehzahl- und Laständerung im Verbindungsgestänge zwischen Regler und Regel stange erfolgt.
Vorteilhaft kann der Verlauf der Zentrifugalkraft kurve in Abhängigkeit vom radialen Weg des Zentri- fugalgewichtsschwerpunktes durch ein gestuftes Federpaket, durch eine Feder mit progressiver Cha rakteristik, z. B.
Kegelfeder oder Feder mit unglei chen Windungsabständen, oder mit einer Zentrifugal- gewichtsausbiIdung verwirklicht wird, bei der die Wirkhebelarme des Fliehgewichtes und des Hebels, der die Reglermuffe betätigt, während des Ausschla ges stark veränderlich sind. Dabei ist die Möglichkeit gegeben,
den ganzen Regelbereich von der Leerlauf bis zur Abregeldrehzahl durch entsprechende Ausbil dung dies Federpaketes mit einer konstanten über setzung zwischen Zentrifugalregler und Regelstange zu bewältigen oder aber das Federpaket einfacher zu gestalten und durch Veränderung der übersetzung zwischen Zentrifugalregler und Regelstange während des Regelvorganges den gewünschten Reguliereffekt zu erzielen.
Beispielsweise wird die plötzliche Verklei nerung des Ungl\eichförmigkeitsgrades im Drehzahl bereich über der Höchstdrehzahl durch einen zweiten Drehpunkt im Hebel des Übertragungsgestänges er reicht, derart, dass im Abregelbereich nur noch ein kleiner Teil des Reglerhubes ausgenutzt wird.
Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand anhand von Diagrammen und beispielsweisen Kon struktionsausführungen dargestellt.
In den Fig. 1-3 sind verschiedene Regelkurven dargestellt, wobei die Fig. 1 und. 2 Kurven bekannter Regler sind.
Fig. 4 zeigt die Ausführung einer Reguliereinrich tung.
Fig. 5 ist die-dazugehörige C-Kurve.
Fig. 6 veranschaulicht ein weiteres Ausführungs- beispiel, aber mit einer anderen Lösung des. Feder satzes gegenüber Fig. 5.
Fig. 7 ist die C-Kurve zum Regler nach Fig. 6. Fig. 8 und 9 zeigen den Fig. 4 und 6 entspre chende Ausführungen der Reguliereinrichtung, aber mit zentraler Federanordnung.
Die Fig. 10 und 11 veranschaulichen weitere Aus- führungen, bei denen jedoch die übersetzung vom Regler auf die Regelstange bei Erreichen des Ab- regelbereiches -plötzlich geändert wird, um im Ab regelbereich den; erwünschten kleinen Ungleichför- migkeitsgrad zu erzielen.
Fig. 12 ist die C-Kurve zum Regler nach Fig. 11. In den Fig: 1-3 sind die Regelkurven für die ver schiedenen Regler dargestellt. Bei allen drei Figuren veranschaulichen die Kurven a-i verschiedene Stellun gen des Gaspedals:.
Auf der X-Achse sind jeweils die Drehzahlen des Motors aufgetragen:, zu der sich die Fahrzeuggeschwindigkeit proportional verhält. Auf der Y-Achse ist die Füllung ss resp. der Regelstangenweg der Einspritzpumpe eingezeichnet. Proportional zur Füllung verhält sich das Drehmoment des Motors.
Die Strecke auf der X-Achse von 0-309/o entspricht dabei etwa dem Bereich der Leerlaufdrehzahl, die- jenige von 30-10019/9 etwa dem Hauptregelbereich und über 1009/o hinaus dem Abregelbereich.
In Fig. 1 sind die Regelkurven eines bekannten Leerlauf- und Enddrehzahlreglers gezeigt.
In Fig. 2 sind :die Regelkurven eines bekannten normalen -Verstellreglers eingetragen. Diese Kurven können für niedrigere Drehzahlen auch flacher ver laufen.
Sie müssen aber immer gegen die Nenndreh- zahl, (100 %) hin sukzessiv steiler werden, um, im Ab- regelbereich den üblichen Ungleichförmigkeitsgrad von 5-100/a zu erreichen.
Fig. 3 zeigt die Regelkurve eines erfindungsgemä- ssen neuen Reglers. Die punktiert gezeichneten Teile der Regelkurve können durch den Regelatangen- ans.chlag blockiert sein, um, die Rauchgrenze nicht zu überschreiten. Die Kurven brauchen nicht wie ge zeichnet zu verlaufen,, sie können gerade, gekrümmt oder geknickt sein.
In Fig. 4 ist im Reglergehäuse 1 die Reglerwelle 2 gelagert. Die Reglerwelle 2 trägt die Reglergewichte 3. Diese sind über die Hebel 4 und die Stangen 5 mit der Reglermuffe 6 verbunden, welche die Verstell- kräfte der Reglergewichte 3 über den Verstellhebel 7 und die Lasche 8 auf die Regelstange 9 überträgt.
Durch die Verschiebung der Regelstange 9 kann die Einspritzfördermenge zwischen Null und der Maxi malmenge verändert werden.
Die Regelstangenverschiebung kann sowohl -will kürlich von aussen als auch durch den eigentlichen Fliehkraftregler erfolgen..
Im einen Fall geschieht die Verschiebung zwi schen Regler und Regelstange, nämlich durch die Exzenterwelle 50 und den Regulierhebel 51. Soll die Maschine auf grössere Leistung reguliert werden, so wird der Hebes 51 von der Stellung 56 nach Stellung 57 gebracht. Dadurch erfolgt eine Verdrehung der Exzenterwelle um dien Punkt 53, und der Exzenter- mittelpunkt gelangt von 54 nach 55.
Der Verstell hebel 7 bewegt dadurch die Regelstange 9 in Rich tung maximaler Füllung. Im andern Fall verschiebt der eigentliche Zentrifugalregler die Regelstange 9. Sinkt z. B. infolge äusserer Einwirkung die Drehzahl der Maschine, so übertragen infolge verkleinerter Zentrifugalkraft die nach einwärtsgehenden Gewichte diese Bewegung auf die Hebel 4.
Diese verschieben über die Stangen 5 die Muffe nach links, welche dien Verstellhebel 7 um den Mittelpunkt 54 verschwenkt und die Regelstange 9 in Richtung maximum bewegt. Dadurch wird die Fördermenge der Einspritzpumpe grösser und die Drehzahl wieder erhöht. Umgekehrt wirken bei ansteigender Drehzahl die Fliehgewichte 3 in entgegengesetztem Sinne auf die Regelstange 5 (also Verschiebung der Regelstange 9 nach links), so dass die Fördermenge vermindert wird.
Jedes Fliehgewicht 3 besitzt ausser der schwachen Feder 11 .für den Leerlaufbereich und: der starken Feder 12 für den Abregelbereich noch die Zwischen feder 13, aus welch letzterer sich zusammen mit der stärkeren Feder 12 eine resultierende Federkraft R ergibt. Die Federn 11, 12 und 13 sind unter Ver mittlung der Büchse 14 und des Federtellers 15 in der Aussparung des Fliehgewichtes 3 angeordnet.
Nach Beendigung des Leerlaufes und fortschreitender Ver schiebung der Reglergewichte 3 nach aussen Wird die Feder 13 entspannt. Im Abregelbereich wirkt nur die Abreglerfeder 12.
Fig. 5 zeigt den geknickt verlaufenden Anstieg der Zentrifugalkraftkurve C in Abhängigkeit vom radialen<I>Weg</I> s" des Zentrifugalgewichtsschwerpunk- tes, wie sie im Regler nach Fig. 4 verwirklicht ist. Die Kraft der Federn<B>11,</B> 12 und 13 als Y-Achse ist über den Weg des Fliehgewichtes als X-Achse aufgetra gen. In Übereinstimmung mit den entsprechenden Be zeichnungen. auf der X-Achse von Fig. 3 sind hier die Drehzahlen bei 30, 100 und 110 % mit<I>k, p</I> und <I>m</I> angegeben.
Die Bezeichnungen <I>L,</I> R und:<I>A</I> ent sprechen dem Bereich der Federspannungen der Leer- lauffeder 11 der Resultierenden aus der Abregelfeder 12 und der Zwischenfeder 13 und der Abregelfeder 12. Der Knick bei p in der C-Kurve beweist, dass der Übergang zum Abregelbereich plötzlich erfolgt.
Fig. 6 zeigt wie Fig. 4 eine Reglerausführung mit direkter Belastung der Federn, und zwar hier der Federn 20, 21 und 22, aber in etwas anderer Anordnung. Anstelle einer einzigen Büchse kommen deren zwei, nämlich 23 und 24 zur Anwendung. Nach Beendi- gung des Leerlaufbereiches wirkt die Kraft der Zwi schenfeder 21 durch den ganzen Hauptregelbereich. Nach Beendigung des Hauptregelbereiches wirkt die Kraft der Abregefeder 22 durch den ganzen Ab regelbereich.
Fig. 7 zeigt denselben Verlauf der Zentrifugal kraftkurve C wie Fig. 5, jedoch mit Reglerausführung nach Fig. 6 verwirklicht.
Fig. 8 veranschaulicht einen Regler mit zentraler Federanordnung, also indirekter Belastung der Flieh gewichte 26. Der Federsatz 27, 28, 29 ist in der Art des Reglers. nach Fig. 4 ausgebildet.
Fig. 9 zeigt einen. Regler wie Fig. 8, jedoch mit Federsatz 30, 31, 32 in der Art von: Fig. 6.
Fig. 10 stellt eine Lösung dar, bei welcher der Wechsel vom grossen Ungleichförmigkeitsgrad des Hauptregelbereiches auf den kleinen des Abregel bereiches statt im Federsatz durch eine plötzliche Änderung der Übersetzung vom Regler auf die Regel stange bewerkstelligt wird, indem hier beim Versteh len der Reglermuffe 34 in ihre äussere Stellung der Verstellhebel 35 nichtmehr um, den Punkt 36,
son dern um den Auflagepunkt 37 des Hebels 36 am Anschlag 38 verschwenkt wird.
Fig. 11 zeigt einen Regler mit einem gekrümmt verlaufenden Anstieg der Zentrifugalkraftkurve C in Abhängigkeit vom radialen Weg s" des Zentrifugal- gewichtsschwerpunktes. Bei dieser Konstruktion wird durch entsprechende Lagerung der Zentrifugal- gewichte 40 und entsprechende Verbindung mit der Reglermuffe 41 durch eine Feder 42 mit gerader Charakteristik E eine starke Progression in der
Zen- trifugalkraftkurve C erreicht, wie sie zur Erreichung der entsprechenden Kurve in Fig. 3 notwendig ist. Entsprechend .Fig. 11 wandert bei Ausschlag des Fliehgewichtes 40 der Zentrifugalfliehgewichtsschwer- punkt S von seiner inneren in Richtung gegen seine äussere Lage S' und der Auflagepunkt P des Flieh gewichtes 40 auf der Reglermuffe 41 verschiebt sich dabei gegen die Muffenachse zu,
so dass der Wirk hebelarm wf des Fliehgewichtes 40 kürzer und der Wirkhebelarm wb des: Hebels, der auf die Regler muffe wirkt, länger wird.
Fig. 12 zeigt einen ansteigenden Verlauf der Zentrifugalkraftkurve C; jedoch. nicht aus Geraden mit jeweiligem Knick zusammengesetzt, sondern mit gleichmälssiger Progression, wie ein Regler nach Fig. 11 -sie erzeugt. In Übereinstimmung mit den ent sprechenden Bezeichnungen auf - der X-Achse von Fig. 3 sind hier wiederum die Drehzahlen bei 30,
100 und 110 fl/o mit k, p und m angegeben. Beim Ver stellen der Reglermuffe in ihre äussere Lage wird der Verstelllhebel 35 um seinen Auflagepunkt 37 am An schlag 38 verschwenkt, so diass sich bei geändertem Übersetzungsverhältnis in .Punkt p auf der C-Kurve bei kleinerem Regelbereich plötzlich ein grosser Regelstangenweg ergibt.
Der Verlauf der Zentrifugalkurve C nach Fig. 12 könnte auch mit einem Regler der Konstruktion nach Fig. 10 erzielt werden, wenn mann anstelle des jeweili gen Federpaketes resp. der ersten zwei Federn des jeweiligen Paketes nur eine Feder aber mit progres siver Charakteristik verwendet,
wie sie beispielsweise durch eine Feder malt verschiedenen Windungsabstän- den erzeugt wird.