DE3804958A1 - Regeleinrichtung fuer einspritzpumpen von diesel-brennkraftmaschinen, welche die einspritzmenge ladedruckabhaengig anpasst - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für Einspritzpumpen von Diesel-Brennkraftmaschinen, welche die Einspritzmenge ladedruckabhängig anpaßt, nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Bei Dieselmotoren mit Aufladung wird die Einspritzpumpe auf eine Fördermenge abgestimmt, die der erhöhten Luft­ masse im mittleren und hohen Drehzahlbereich angepaßt ist. Außer bei Aggregat-Antrieben laufen diese Motoren, insbesondere bei Einsatz als Fahrzeugmotoren, auch oft im niedrigen Drehzahlbereich, wo die Luftfüllung entsprechend dem Zustand eines Saugmotors gering ist. In diesem saug­ motorähnlichen Betriebszustand muß die Kraftstoffmenge in Richtung weniger angepaßt werden, um in dem genannten Bereich eine vollständige und rauchfreie Verbrennung zu erzielen.

Eine ladedruckabhängige Regeleinrichtung erfüllt diese Aufgabe, indem diese für den niedrigen Drehzahlbereich eine Verringerung der Kraftstoffmenge bewerkstelligt.

Eine solche Regeleinrichtung ist von der Firma Bosch be­ kannt (vgl. Bosch Technische-Unterrichtung, 2. Ausgabe vom 30. 04. 1973, Seite 14 bis 17). Dort ist eine Einrichtung unter der Bezeichnung ladedruckabhängiger Vollastanschlag (LDA) beschrieben. Der LDA ist seitlich an der Block­ einspritzpumpe befestigt und weist eine Membran auf, die einseitig unter dem Laderdruck der Brennkraftmaschine steht. Die andere Seite der Membran steht unter der Wirkung einer Druckfeder, die auf einer verstellbaren Führungsbuchse sitzt. Ein in der Buchse aufgeführter Kolben ist mit einem Winkelstück verbunden und überträgt die Membranbewegung auf der Regelstange der Einspritz­ pumpe. Wird die Membran mit steigender Drehzahl durch Ladedruck beaufschlagt, so dreht sich das Winkelstück soweit bis die Anschlagschraube an einem in das Gehäuse eingeschraubten Vollastanschlag liegt. Dabei ist die maxi­ male Fördermenge bei voller Aufladung erreicht. Bei Start­ vorgang wird die Welle auf der das Winkelstück gelagert ist, mit diesem in axialer Richtung soweit gezogen, daß die Regelstange auf Startmengenstellung geht und den Weg bis zu einer eigens dafür vorgesehenen Anschlagschraube macht. Nach Beendigung des Startvorgangs geht die Welle mit dem Winkelstück in ihre Ausgangsstellung zurück.

Die vorher beschriebene Ausführung ist in ihrem Aufbau kompliziert und aufwendig und von ihrer Plazierung her auf dem Regler oder auf der Einspritzpumpe nicht ohne weiteres zum nachträglichen Einbau geeignet. Die Einspritzpumpe ist neben dem daran angebauten Fliehkraftregler und Spritz­ versteller mit dem darauf montierten LDA vom Platz her so eingeengt, daß Wartungs- und Einstellarbeiten bei dieser gedrängten Bauweise erschwert sind.

Ferner wirkt bei der gesamten Einrichtung der Anschlag direkt auf die Regelstange, so daß eine Anpassung bzw. Justierbarkeit der Einrichtung auf der Regelstangenseite nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Ein­ spritzsystem bei einem aufgeladenen Dieselmotor mit einer Regeleinrichtung auszurüsten, die einfach und wartungs­ freundlich untergebracht ist.

Die Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Die Regeleinrichtung ist so angeordnet, daß dieser Teil zusammen mit dem für den Startvorgang notwendigen Elektro­ magnet in einer Einheit zusammengebaut ist, so daß diese Einrichtung sich auch nachträglich ohne großen Aufwand einbauen läßt. Vorteilhafterweise ist die Baueinheit auf der Kurbelgehäuseseite plaziert, an der auch die Ein­ spritzpumpe befestigt ist, damit die Regeleinrichtung über ein kompaktes Übertragungsgestängesystem direkt auf das Fördermengenverstellglied der Einspritzpumpe wirken kann. Die Regeleinrichtung ist vorteilhafterweise zusammen mit dem für den Start der Maschine erforderlichen Elektro­ magnet so untergebracht, daß der Elektromagnet auch an demselben Gestängesystem der Regeleinrichtung angreift. Der Elektromagnet ist so geschaltet, daß dieser während des Startvorgangs die Regeleinrichtung übersteuert und die Einspritzpumpe auf die gewünschte Einspritzstartmehrmenge einstellt.

Bei dem Übertragungsgestängesystem ist ein Zwischenstück eingebaut, wodurch eine Nichtlinearität des Übersetzungs­ verhältnisses der Membranbewegung auf dem Regelstangenweg ermöglicht wird. Damit ist eine Anpassung an die vom Motor zulässigen Rauchkurven unter allen Betriebsbedingungen möglich.

Um die Nichtlinearität des Übersetzungsverhältnisses auch mit ein und demselben Teil verändern zu können, ist das Zwischenstück mit mehreren Bohrungen versehen, die zur Aufnahme eines Stiftes geeignet sind und jenachdem wo der Stift eingeschoben ist, ist das Übersetzungsverhältnis auf dem Fördermengenverstellglied veränderbar.

In Weiterbildung der Erfindung kann auch das Zwischenstück leicht ausgewechselt werden, da es nur durch einen Stift im Gehäuse der Regeleinrichtung befestigt ist und jeder­ zeit mit wenigen Handgriffen ausgewechselt werden kann.

In Weiterbildung der Erfindung wird die dem Ladedruck auf der Membranseite entgegenwirkende Federkraft über ein Verstellglied, auf das der Einstellexzenter wirkt, auf den Einsatzpunkt eingestellt. Vorteilhafterweise wirkt der Einstellexzenter über eine Nut des Verstellgliedes, damit eine zwangsmäßige Verstellung in beiden Richtungen nach oben und nach unten erreicht werden kann.

Die Verstellung der Vorspannung der Feder kann über einen Exzenter vollzogen werden, der aus einer Schraube besteht, die im Gehäuse eingedreht ist und ebenfalls mit einem am anderen Ende angebrachten Exzenterstift bestückt ist, der in die Nut der Führungsbuchse, die die Feder trägt, ein­ greift. Diese zweckmäßige und leicht unterzubringende Ausführung ist für relativ kleine Veränderungen der Feder­ vorspannung geeignet, wobei beachtet werden muß, daß der Exzenterstift immer in die Nut eingreift, um die Führungs­ buchse nach oben oder nach unten in Bewegung zu bringen. Ist mit relativ großen Verstellungen der Federvorspannung in beiden Richtungen zu rechnen, so ist vorteilhafterweise die Schraube durch einen zylindrischen Teil zu ersetzen, der beliebig verdrehbar ist und mit einem von außen ange­ brachten Klemmstück in seiner Endlage arretierbar ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungs­ beispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine skizzenhafte Darstellung einer Regel­ einrichtung, die zusammen mit dem Start­ elektromagneten untergebracht ist und auf dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine befestigt ist, wobei beide Teile auf ein Gestängesystem wirken, das die Regelstange einer Druckeinspritzpumpe bewegt,

Fig. 2 ein Längsschnitt durch die Regeleinrichtung mit dem Membranteil mit einem Winkelhebel, der sowohl die Wirkung der Regeleinrichtung als auch die Wirkung des Startmagneten auf das Fördermengenverstellglied der Ein­ spritzpumpe überträgt,

Fig. 3 Schnitt AA der in Fig. 1 gezeigten Regel­ einrichtung mit dem Verstellexzenter,

Fig. 4 eine Ansicht unterhalb der Regel­ einrichtung, wo die Anordnung des Winkel­ stücks mit dem Zwischenstück aufgezeigt ist.

Fig. 5 Ist eine Ansicht in Richtung Y auf dem in Fig. 4 gezeichneten Einstellexzenter mit einer Klemmlasche und Klemmschraube,

Fig. 6 ein Schnitt C-C in Fig. 3, wobei die An­ griffsstelle der Regeleinrichtung bei der Regelstange der Einspritzpumpe dargestellt ist,

Fig. 7 eine Darstellung des Wegverlaufs der Mengenverstellung für den Bereich zwischen dem minimalen und dem maximalen Ladedruck der Brennkraftmaschine.

In Fig. 1 ist eine skizzenhafte Darstellung eines Ein­ spritzpumpensystems mit einem Fliehkraftregler und einer ladedruckabhängigen Regeleinrichtung, die zusammen mit dem Startelektromagnet in einem Gehäuse untergebracht ist, wobei beide Teile auf ein Gestänge zusammen wirken. Die Kombination von beiden Teilen ist so auf dem Motorkurbel­ gehäuse angeordnet, daß diese über das Gestängesystem in die motoreigene Regelstange, die die Einspritzpumpe be­ tätigt, eingreift. Dabei wird die Einspritzmenge ent­ sprechend dem vorliegenden Ladedruck bei den verschiedenen Motordrehzahlen angepaßt. Der Elektromagnet ist so ge­ schaltet, daß dieser während des Startvorgangs die Lade­ druckeinrichtung übersteuert.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Regel­ einrichtung, die eine Regelung der Einspritzmenge in Ab­ hängigkeit vom Ladedruck der Brennkraftmaschine er­ möglicht. Der Startelektromagnet 21 ist rechts im Bild gezeigt und wirkt mit seinem in das Gehäuse der Regel­ einrichtung hineinragenden Teil auf den Winkelhebel 14 und betätigt bei der Startphase des Motors die Regelstange der Einspritzpumpe, wie später gezeigt wird.

In einem Gehäuseteil 2, der auf dem Hauptgehäuse 1 der Regeleinrichtung aufgeschraubt ist, befindet sich zwischen zwei Membrantellern 3 und 5 eine Membran 4, die über einen Ladeluftleitungsanschluß vom Ladedruck des Dieselmotors beaufschlagt ist und am unteren Raumteil dicht anliegt. Auf der anderen Membranseite ist ein Kolben 7 angebracht, der sich in einer Führungsbuchse 6 rauf und runter bewegt und auf ein Zwischenstück 8 drückt. Zwischen der Membran und der Führungsbuchse ist eine Druckfeder 30 unter­ gebracht, deren Vorspannung von außen verstellbar ist. Das Zwischenstück 8 ist im Gehäuse 1 auf einem Drehstift 11 schwenkbar gelagert und weist mehrere Öffnungen auf, worin ein Stift 10 aufgeführt werden kann, der unter dem Druck des Kolbens 7 an dem Endteil des Winkelhebels 14 anliegt. Der Anschlagteil des Winkelhebels ist gegen eine Feder 30 gespannt.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt A-A durch Fig. 2, worin die Exzentereinstellvorrichtung der Federvorspannung auf­ gezeigt ist. Ein zylindrischer Teil 28 wird mit einer Dichtung 29 in das Gehäuse eingeführt, wo an seinem Ende ein Exzenterstift 32 angebracht ist, der in eine in der Führungsbuchse 6 angebrachten Nut eingreift und die Führungsbuchse bei Drehung des Teils 28 axial nach oben oder nach unten bewegt. Durch die Bewegung kann die Vor­ spannung der Druckfeder 30 verändert und somit auch der Wirkbeginn des Ladeluftdruckes auf die Membran 4 ver­ ändert werden.

Bei Fig. 4 ist die Ansicht der in sich eingreifenden Hebelteile gezeigt, wobei das Endteil des Winkelhebels 14 in Form einer Gabel gestaltet ist, so daß das Zwischen­ stück 8 dazwischen untergebracht werden kann und mit dem geführten Stift 10 auf den Gabelteilen unter der Wirkung des Kolbens 7 drückt. Das Zwischenstück 8 ist im Gehäuse 1 schwenkbar durch einen Stift 11 gelagert und kann mit wenigen Handgriffen ausgewechselt werden. Das Zwischen­ stück 8 ist mit mehreren Bohrungen zur Aufnahme des Stiftes 10 versehen. Dadurch kann man das Übersetzungs­ verhältnis des Ladeluftdruckes auf die Membran ändern, und damit entsprechend dem Motoreinsatz eine bessere Regelung bzw. Bewegung an der Regelstange der Einspritzpumpe er­ reichen.

Bei Fig. 5 ist die Lasche 18 mit einer darauf ein­ geschraubten Schraube 17 gezeigt, die den Verstell­ exzenterteil nach Einstellung der gewünschten Vorspannung der Feder 30 in seiner Endlage hält damit das Exzenterteil sich nicht unter der Wirkung der Druckfeder zurückbewegt. Mit wenigen Handgriffen kann die Schraube 17 gelöst und der Exzenterteil durch den aufgezeigten Schlitz 18′ ge­ dreht werden und in seiner Endlage dann mit der Klemm­ lasche und mit der drauf festgezogenen Schraube in Position gehalten werden.

In Fig. 6 ist die Welle 13 gezeigt, die mit dem Winkel­ hebel 14 (Fig. 2) fest verbunden ist und die Winkel­ bewegung des Winkelhebels an einen Stift 15 weiterleitet. Der Stift greift in die Regelstange 22 der Einspritzpumpe in einer Nut 9, so daß die Bewegung des Winkelhebels auf den Stift 15 übertragen wird, der seinerseits die Regel­ stange bewegt.

Fig. 7 zeigt einen nicht linearen Verlauf der Regel­ bewegung der erfindungsgemäßen Einrichtung zwischen einem minimalen und einem maximalen Ladedruck. Dabei kann der Verlauf der entsprechenden Rauchgrenze des Motors an­ gepaßt werden. Die Lage des Anfangspunktes bei p _lmin kann durch Änderung der Vorspannung der Feder 30 variiert werden, wodurch die Ansprechbarkeit der Membran auf den wirkenden Ladedruck verstellt werden kann.

Die Lage des Vollastanschlages des Winkelhebels 14 wird durch die Stellung des Kolbens 7 bestimmt, der auf das Zwischenstück 8 drückt und die Druckkraft durch den Stift 10 auf den Winkelhebel überträgt und diesen in eine bestimmte Vollastanschlagslage bringt. Bei der Startphase tritt der Elektromagnet in Kraft und übersteuert die Wirkung der Regeleinrichtung. Die Welle 13 wird durch den Winkelhebel 14 soweit bewegt, daß die Regelstange der Einspritzpumpe in eine Position gebracht wird, wo die für den Start maximale Fördermenge eingestellt wird.

Mit zunehmendem Ladedruck bewegt sich die Membran 4 nach unten gegen die Kraft der Druckstellfeder 30 und schiebt den Kolben 7 axial nach unten. Der Kolben drückt auf das Zwischenstück 8, das sich um seine Achse schwingt und mittels des darin angebrachten Stiftes 10 den Winkelhebel verdreht. In dem gleichen Maße verdreht sich auch die Welle 13 mit und überträgt die Bewegung auf den am Ende der Welle 13 angebrachten Stift 15 (Fig. 6). Der Stift 15 greift direkt in eine Nut 9 in der Regelstange der Ein­ spritzpumpe ein, wodurch die Kraftstoffmenge in Ab­ hängigkeit von dem Ladeluftdruck des Motors gesteuert werden kann. Mit dem nichtlinearen Verlauf kann die Ein­ spritzmenge an der Rauchgrenze bei dem jeweiligen Betriebszustand wirtschaftlich angepaßt werden.

Der Beginn der Bewegungsphase des Stiftes 15 kann durch Änderung der Vorspannung der Feder 30 beliebig verstellt werden.

Claims (9)

1. Regeleinrichtung für Einspritzpumpen von Diesel-Brennkraftmaschinen, welche die Einspritzmenge ladedruckabhängig anpaßt, mit einer Membran (4), die von der einen Seite unter dem Druck der Ladeluft steht und auf der anderen Seite unter der Wirkung einer über eine Führungsbuchse (6) regelbaren Druckfeder (30) steht, und über ein Gestängesystem das Fördermengenverstellglied der Einspritzpumpe beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine mit einem Start-Elektromagnet (21) ausgerüstet ist, wobei die Regeleinrichtung zusammen mit dem Elektromagneten eine Baueinheit bildet, die unmittelbar auf dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine montiert ist, wobei die Regel­ einrichtung und der Elektromagnet gemeinsam über dasselbe Gestängesystem in das Fördermengenverstellglied der Ein­ spritzpumpe eingreifen.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet während des Startvorgangs die Regeleinrichtung übersteuert.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestängesystem ein Zwischenstück (8) aufweist, das die Membranbewegung gemäß einer Kurvenbahn auf das Fördermengenverstellglied der Einspritzpumpe überträgt.

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (8) inner­ halb der Regeleinrichtung gehäusefest gelagert ist, und eine Anzahl von Bohrungen zur Aufnahme eines Stiftes (10) aufweist.

5. Regeleinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (8) aus­ wechselbar ist.

6. Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Druck­ feder (30) über ein von außen einstellbares Exzenterteil (28) mit einem an seinem Ende angebrachten Exzenterstift einstellbar ist.

7. Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterstift des Exzenterteils (28) über eine Nut am Umfang der Führungs­ buchse (6) diese in axialer Richtung rauf und runter bewegt.

8. Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterteil aus einer Schraube besteht, die ins Gehäuse eingedreht ist.

9. Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterteil aus einem zylindrischen Teil besteht, der seitlich in das Gehäuse mit einer Dichtung (29) eingeführt ist und von außen mit einer Verdrehsicherung geklemmt ist.