DE1183311B - Auf die Lufttemperatur und die Kuehlwassertemperatur ansprechende Regeleinrichtung fuer die Einspritzmenge von gemischverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Auf die Lufttemperatur und die Kühlwassertemperatur ansprechende Regeleinrichtung für die Einspritzmenge von gemischverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine auf die Lufttemperatur und die Kühlwassertemperatur ansprechende Regeleinrichtung für die Einspritzmenge von gemischverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschinen. Solche Regeleinrichtungen sind bekannt, z. B. in der Form, daß je ein auf die Lufttemperatur und auf die Kühlwassertemperatur ansprechender Thermostat auf das Reglergestänge einwirkt oder z. B. daß ein einziger Thermostat sowohl von der Luft als vom Kühlwasser beaufschlagt wird. Weiterhin ist eine Regeleinrichtung bekannt, die auf die Lufttemperatur anspricht und bei der eine aus Fühler, Übertragungsleitung, Geber und einer in diesem System eingeschlossenen Dehnflüssigkeit bestehende Motortemperatur-Meldevorrichtung vorhanden ist, bei welcher der Geber die temperaturbedingte Ausdehnung der Flüssigkeit in mechanische Bewegung des Reglergestänges umsetzt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Geber ungeachtet der Schwankungen der Außentemperatur oder der Maschinentemperatur während des Betriebes der Maschine stets auf annähernd gleicher Temperatur zu halten, ohne die Funktion des Gebers bei kalter Maschine zu beeinflussen.
• Gemäß der Erfindung wird für eine auf die Lufttemperatur und die Kühlwassertemperatur ansprechende Regeleinrichtung vorgeschlagen, daß bei Verwendung einer in an sich bekannter Weise aus Fühler, Übertragungsleitung und Geber und einer in diesem System eingeschlossenen Dehnflüssigkeit bestehenden Lufttemperatur-Meldevorrichtung der die Temperaturausdehnung der Flüssigkeit in mechanische Bewegung des Reglergestänges umsetzende Geber durch das Kühlwasser der Brennkraftmaschine temperiert wird.
• Hierbei kann die Anordnung im einzelnen so getroffen sein, daß der Geber in einem mindestens in der Nachbarschaft des Gebers mit einem Kühlwassermantel versehenen Reglergehäuse untergebracht ist. Der mit der Dehnflüssigkeit gefüllte Geber wird also durch das Kühlwasser temperiert, d. h., er steht unter einer gleichen oder proportionalen Temperatur wie das Kühlwasser.
• Dadurch wird folgendes erreicht: Im normalen,, betriebswarmen Zustand der Maschine hat der Geber ungeachtet von Schwankungen in der Außentemperatur und in der Maschinentemperatur stets mindestens annähernd die Temperatur des Kühlwassers, und beim Anfahren der kalten Maschine ist der Geber kühler als im Normalbetrieb. In bezug auf die Einspritzmenge bedeutet dies, daß sie im Normalbetrieb genau entsprechend den vom Fühler aufgenommenen Ladeluft-Temperaturschwankungen geregelt wird, da die stets konstante Gebertemperatur keine Verfälschungen durch unterschiedliche Wärmedehnungen der Übertragungsflüssigkeit im Geberinneren ergibt. Bei kalter Maschine hingegen wird zusätzlich zu der von der Lufttemperatur am Fühler abhängigen Dehnung der übertragungsflüssigkeit im Geber eine Beeinflussung erzielt, die sich in Richtung einer größeren Einspritzmenge auswirkt. Das ist günstig, weil bei kalter Maschine, also auch kalten Wandungen von Ansaugleitungen und Brennraum, wegen Kompensierung der Kondensationsverluste und der schlechteren Verdampfung mehr eingespritzt werden soll als bei warmer Maschine. Man kann also unter Umständen auf eine gesonderte Einflußnahme der Kühlwassertemperatur auf die Regelung verzichten.
• Es soll in diesem Zusammenhang noch erwähnt werden, daß man das Problem, an einem Einspritzpumpenregler das Luftwichtefühlglied vor Verfälschungen durch Einwirkung der Motorwärme zu schützen, dadurch gelöst hat, daß man das Fühlglied künstlich (durch die von einem Ladegebläse erhitzte Verbrennungsluft) aufheizte, so daß die Temperaturdifferenz zum Motor so gering wurde, daß kein nennenswerter Temperaturübergang mehr stattfand.
• Verwendet man bei der Verwirklichung der Erfindung eine Anlage, bei welcher ein direkt auf die Kühlwassertemperatur ansprechender Fühler vorgesehen ist, dann ist im Hinblick auf eine einfache Führung des für die Regelung herangezogenen Kühlwasser-(teil)-stromes zu :empfehlen, daß der den Kühlwassertemperaturfühler beaufschlagende Kühlwasserstrom . außerdem in die Nähe des Lufttemperaturgebers geführt ist. Einen gedrängt gebauten Regler mit kurzen Kühlwasserleitungen erhält man, wenn der Kühlwassertemperaturfühler und der Lufttemperaturgeber hintereinandergeschaltet sind.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
• Im Reglergehäuse 1 der gemischverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschine 2 sind die Höhendose 3, der Lufttemperaturgeber 4 und der Kühlwassertemperaturfühler 5 untergebracht. Der Lufttemperaturfühler 6 befindet sich in der Ansaugleitung 7.
• Der Lufttemperaturfühler 6 besteht aus einem schraubenförmig gewundenen Röhrchen 8, das durch eine am Fuß 9 des Lufttemperaturfühlers befestigte Haltestange 10 gestützt wird. Der Fuß 9 wird durch eine überwurfmutter 11 an der Ansaugleitung 7 befestigt. Das Röhrchen 8 steht mit einer Leitung 12 in Verbindung, die zu dem Temperaturgeber 4 führt. Dieser besteht im wesentlichen aus einem starren Gehäuse 13, einem Fußteil 14, einer Membran 15 und aus einem an dieser befestigten Übertragungsstift 16. In dem Röhrchen 8 und der Leitung 12 befindet sich eine Flüssigkeit, die auch den Innenraum 18 zwischen dem Gehäuse 13 und der Membran 15 ganz ausfüllt, da dieser über Bohrungen 17 mit der Leitung 12 verbunden ist. Beim Ansteigen der Lufttemperatur im Saugrohr 7 dehnt sich die Flüssigkeit in dem Röhrchen 8 aus, was zur Folge hat, daß die Membran 15 zusammengedrückt und der Übertragungsstift 16 nach unten bewegt wird. Diese Bewegung wird über einen an einem Bolzen 19 im Reglergehäuse schwenkbar gelagerten Hebel 20 gegen die Kraft einer Druckfeder 21 auf den Einstellmechanismus 22 für das Regelglied der Einspritzpumpe im Sinne einer Verringerung der Einspritzmenge übertragen.
• Auf den gleichen Mechanismus wirkt auch die Höhendose 3. Bei größerer Höhe, also bei geringerem Druck dehnt sie sich aus, was ebenfalls eine Schwenkung des Hebels 20 nach unten zur Folge hat.
• Das Gehäuse 13 des Lufttemperaturgebers 4 ist in einer Bohrung 23 des Reglergehäuses 1 verschiebbar. Im Reglergehäuse befindet sich um den Temperaturgeber 4 herum ein Wassermantel 24, der vom Kühlwasser der Brennkraftmaschine, das bei 25 eintritt und bei 26 austritt, durchspült wird. Das Kühlwasser durchströmt vorher, bei 27 eintretend und bei 28 austretend; den Wassertemperaturfühler 5. Der eben erwähnte Kühlwasserteilstrom wird bei 29 vom Zylinderkopf der Brennkraftmaschine 2 abgezweigt und nach Austritt aus dem den Lufttemperaturgeber 4 umgebenden Gehäuseteil dem Hauptkühlkreislauf der Brennkraftmaschine vor der Kühlwasserpumpe 30 wieder zugeführt.
• Der Wassertemperaturfühler 5 bewegt einen Stift 31, der seinerseits bei steigender Temperatur einen Schieber 32 nach unten drückt. Dieser Schieber 32 gibt die Bewegung bzw. Kraft über ein federndes Gestänge, gebildet durch die Feder 42, auf das Gehäuse 13 des Lufttemperaturgebers 4 weiter. Das federnde Gestänge besteht aus einem mit zwei Muttern 33 und 34 versehenen Schraubstift 35, der über den beiden Muttern 33 und 34 je eine Anschlagscheibe 36 und 37 trägt. Die Anschlagscheibe 36 ist über einen Ring 38 am Schieber 32 und die Anschlagscheibe 37 über einen Ring 39 am Reglergehäuse 1 abgestützt. Der Schieber 32 steuert eine Luftleitung, die bei 40 vom Luftfilter herkommt und bei 41 zum Saugrohr der Brennkraftmaschine führt. Zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Vorrichtung sollen die Vorgänge vom Anfahren der kalten Maschine bis zum Normalbetrieb betrachtet werden: Das Kühlwasser ist noch kalt, der Stift 31 hat eine hohe Lage, und der Schieber 32 beerdet sich ebenfalls in einer oberen Stellung, so daß der Durchtritt von Zusatzluft durch die Leitungen 40 und 41 zu den Zylindern der Brennkraftmaschine geöffnet ist. Dieser Zusatzluftmenge entspricht auch eine gegenüber dem Normalbetrieb vergrößerte Einspritzmenge, da durch die Feder 21 nicht nur der Schieber 32, sondern auch der Lufttemperaturgeber 4 und der Hebel 20 nach oben gestellt sind. Bei Erwärmung des Kühlwassers bewegt sich der Stift 31 ständig nach unten. Der Schieber 32 muß folgen und nimmt über die Feder 42 und die Anschlagscheibe 36 die Übertragungsschraube 35 ebenfalls mit. Diese überträgt die Bewegung auf den Lufttemperaturgeber 4, der seinerseits den Hebel 20 langsam nach unten schwenkt und dadurch die Einspritzmenge verkleinert. Die bei kalter Maschine erforderliche größere Einspritzmenge und zum Teil auch größere Luftmenge wird also laufend verringert, bis bei etwa 70° C Kühlwassertemperatur der normale Betriebszustand erreicht ist.
• Der Lufttemperaturgeber 4 hat bei diesem Vorgang aber nicht nur als starres Übertragungsglied die Befehle des Wassertemperaturfühlers 5 auf den Gestängehebel 20 übertragen, sondern zusätzlich im Sinne einer Abwärtsbewegung des Hebels 20 gewirkt. Infolge Umspülung durch das immer wärmer werdende Kühlwasser in dem Wassermantel 24 hat sich nämlich die Flüssigkeit im Raum 18 ausgedehnt und den Stift 16 auch relativ zum Gehäuse 13 nach unten bewegt. Der Lufttemperaturgeber 4 hat also die Arbeit des Wassertemperaturfühlers 5 unterstützt, so daß dieser entsprechend kleiner ausgebildet sein kann.
• Im Normalbetrieb kann sich die Wassertemperatur auch über 70° C erhöhen: Ein Einfluß auf die Einspritzmenge wäre aber dann unerwünscht, da schon bei 70° C alle Schwierigkeiten infolge zu kalter Maschine, also z. B. Kondensationsverluste, überwunden sind. Es ist dafür gesorgt, daß weitere Bewegungen des Stiftes 31 und des Schiebers 32 nach unten nicht mehr auf die Schraube 35 übertragen werden. Bei 70° C liegt nämlich die Mutter 33 auf der Anschlagscheibe 37 an, und bei höherer Temperatur, d. h. bei weiterem Heruntergehen des Schiebers 32; wird lediglich die Feder 42 gespannt.
• Im Normalbetrieb, d. h. bei Kühlwassertemperaturen von 70° C (oder mehr) wird dann der Hebel 20, abgesehen von dem Einfluß des Luftdruckes über die Höhendose 3, nur noch dann verstellt, wenn sich die Lufttemperatur im Saugrohr 7 ändert. Eine vom Lufttemperaturfühler 6 unabhängige Verstellung infolge zusätzlicher Ausdehnung oder Zusammenziehung der Flüssigkeit im Raum 18 ist bei der Anlage ausgeschlossen, da das Kühlwasser im Wassermantel 24 dafür sorgt, daß die Temperatur des Lufttemperaturgebers 4 stets wenigstens annähernd konstant bleibt.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Auf die Lufttemperatur und die Kühlwassertemperatur ansprechende Regeleinrichtung für die Einspritzmenge von gemischverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer in an sich bekannter Weise aus Fühler, Übertragungsleitung und Geber und einer in diesem System eingeschlossenen Dehnflüssigkeit bestehenden Lufttemperatur-Meldevorrichtung der die Temperaturausdehnung der Flüssigkeit in mechanische Bewegung des Reglergestänges umsetzende Geber durch das Kühlwasser der Brennkraftmaschine temperiert wird.
2. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber in einem mindestens in der Nachbarschaft des Gebers mit einem Kühlwassermantel versehenen Reglergehäuse untergebracht ist.
3. 3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher ein direkt auf die Kühlwassertemperatur ansprechender Fühler vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, , daß der den Kühlwassertemperaturfühler beaufschlagende Kühlwasserstrom außerdem in die Nähe des Lufttemperaturgebers geführt ist.
4. 4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlwassertemperaturfühler und der Lufttemperaturgeber in an sich bekannter Weise hintereinandergeschaltet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 709 064, 946 932, 1040 316; USA.-Patentschrift Nr. 2 897 808; MTZ (Motortechnische Zeitschrift), 1959, S.10,11 und Bild 4.