DE1209357B

DE1209357B - Hydraulic regulator for internal combustion engines

Info

Publication number: DE1209357B
Application number: DEC27975A
Authority: DE
Original assignee: CAV Ltd
Current assignee: CAV Ltd
Priority date: 1961-09-21
Filing date: 1962-09-20
Publication date: 1966-01-20

Description

Hydraulischer Regler für Brennkraftmaschinen Für die Steuerung der Brennstoffzufuhr zu einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl sind hydraulische Regler bekannt, die eine von der Brennkraftmaschine angetriebene Pumpe aufweisen, welche den flüssigen Brennstoff durch ein Umlaufsystem fördert. In dem Umlaufsystem sind zwei Räume angeordnet, die durch den Boden eines Kolbens getrennt sind. Der Boden des Kolbens ist mit einer oder mehreren Drosselbohrungen versehen, so daß sich im Betrieb in den genannten Räumen eine Druckdifferenz einstellen kann. Die Druckdifferenz wird durch Betätigen eines im Umlaufsystem hinter dem Kolben liegenden Ventils in Abhängigkeit von der Kolbenbewegung für die Steuerung der Brennstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine ausgenutzt.Hydraulic regulator for internal combustion engines For controlling the Fuel supply to an internal combustion engine as a function of the engine speed hydraulic controllers are known, which are driven by the internal combustion engine Have pump, which promotes the liquid fuel through a circulation system. In the circulation system there are two spaces that pass through the bottom of a piston are separated. The bottom of the piston has one or more throttle bores provided, so that a pressure difference is established in the said spaces during operation can. The pressure difference is set by actuating a circulating system behind the piston lying valve depending on the piston movement for controlling the fuel supply exploited to the internal combustion engine.

Auf einem derart ausgebildeten Regler, vorzusehen an einer ein Fahrzeug über ein Wechselgetriebe antreibenden Brennkraftmaschine, bezieht sich die Erfindung.On a controller designed in this way, to be provided on a vehicle The invention relates to an internal combustion engine driving a gearbox.

Es ist ferner bekannt, den Antriebsmotor von Kraftfahrzeugen, deren Wechselgetriebe einen besonders niedrigen Gang (Kriechgang) aufweist, in Abhängigkeit von der Getriebeschaltung derart zu regeln, daß beim Einschalten dieses Ganges die erreichbare Höchstleistung oder Höchstdrehzahl des Motors bzw. die einstellbare Höchstbrennstoffmenge gegenüber dem an sich erreichbaren Höchstwert selbsttätig, z. B. mittels eines in Abhängigkeit von der Gangschaltung verstellbaren Anschlages herabgesetzt wird. Es wird damit vermieden, daß der Fahrzeugführer im Kriechgang volles Drehmoment geben kann. Mit der Begrenzung des Drehmoments im Kriechgang wird die Möglichkeit geschaffen, den Motor und die übertragungsteile schwächer zu dimensionieren.It is also known, the drive motor of motor vehicles whose Gearbox has a particularly low gear (crawler gear), depending to regulate by the gear shift so that when you turn on this gear the achievable maximum power or maximum speed of the motor or the adjustable Maximum amount of fuel automatically compared to the maximum value that can be achieved, z. B. by means of an adjustable stop depending on the gear shift is reduced. It is thus avoided that the vehicle driver is in crawl gear can give full torque. With the limitation of the torque in creep speed created the possibility to dimension the motor and the transmission parts weaker.

Bei Fahrzeugen, die von der Brennkraftmaschine über ein Wechselgetriebe angetrieben werden, besteht jedoch häufig das Erfordernis, die Drehzahl der Antriebsmaschine bei den normalen übersetzungsverhältnissen, z. B. im Schnellgang, auf einen bestimmten Höchstwert zu begrenzen, damit vom Fahrer in diesem bzw. diesen höheren Gängen eine vorbestimmte Fahrgeschwindigkeit nicht überschritten werden kann. Andererseits besteht jedoch das Erfordernis, beispielsweise bei Bergfahrt oder beim Anfahren des Fahrzeuges, also im langsamen Gang, die Drehzahl der Antriebsmaschine bei dem hier vorliegenden Übersetzungsverhältnis über die genannte Drehzahl hinaus zu erhöhen, um ein hohes Drehmoment zu erzielen.In vehicles that are driven by the internal combustion engine via a change gear are driven, however, there is often the need to adjust the speed of the prime mover with normal gear ratios, e.g. B. in overdrive, on a certain To limit the maximum value so that the driver in this or these higher gears a predetermined driving speed cannot be exceeded. On the other hand, there is however, the requirement, for example when driving uphill or when starting the vehicle, So in slow gear, the speed of the prime mover in the case of this one Increase transmission ratio beyond the specified speed to a high one To achieve torque.

Es wird bemerkt, daß es grundsätzlich bei mechanisch wirkenden Reglern nicht mehr neu ist, die Regeleinrichtung der Antriebsbrennkraftmaschine für ein Fahrzeug mit Wechselgetriebe so auszulegen, daß jedem Übersetzungsverhältnis des Getriebes eine bestimmte Drehzahl der Maschine zugeordnet ist, wobei bei demjenigen Übersetzungsverhältnis, welches die geforderte Fahrzeughöchstgeschwindigkeit ergibt, eine willkürliche Steigerung der Fahrzeuggeschwindigkeit über den Höchstwert verhindert wird. Es wird dort über einen mit dem Gangschalthebel verbundenen Nocken auf die Spannung der Reglerfeder eingewirkt.It should be noted that this is fundamentally the case with mechanically acting regulators is no longer new, the control device of the internal combustion engine for a To design a vehicle with a gearbox so that each gear ratio of the Transmission is assigned a certain speed of the machine, with the one Transmission ratio, which results in the required maximum vehicle speed, prevents an arbitrary increase in vehicle speed above the maximum value will. It is there via a cam connected to the gearshift lever on the Tension of the regulator spring acted.

Die Erfindung bezweckt, den hydraulischen Regler der eingangs genannten Bauart mit geringstem Bauaufwand so auszubilden, daß er dem obengenannten Erfordernis Rechnung trägt, also derart, daß bei eingestelltem Normalgang eine vorbestimmte @s geschwindigkeit nicht überschritten werden kann, jedoch die Drehzahl der Antriebsmaschine durch äußeren Eingriff erhöht werden kann, wenn der Fahrer an der Gangschaltung einen niedrigeren Gang einlegt.The aim of the invention is the hydraulic regulator of the aforementioned To train design with minimal construction costs so that it meets the above requirement Takes into account, so in such a way that when the normal gear is set a predetermined @s speed cannot be exceeded, but the speed of the drive machine can be increased by external intervention when the driver is on the gear shift put it in a lower gear.

Gemäß der Erfindung ist parallel zu der genannten Drossel des Reglers eine Bohrung angeordnet, welche durch ein willkürlich betätigbares Ventil verschließbar ist. Das genannte Ventil ist dabei so angeordnet, daß es bei einem bestimmten Getriebeübersetzungsverhältnis bzw. bei bestimmten Getriebeübersetzungsverhältnissen geschlossen ist.According to the invention, the regulator is parallel to said throttle arranged a bore which can be closed by an arbitrarily actuatable valve is. Said valve is arranged so that it is at a certain gear ratio or is closed at certain gear ratios.

Das genannte Ventil weist vorzugsweise ein Ventilverschlußglied auf, das durch Federwirkung in Schließstellung gehalten wird, in der der Durchfluß durch die genannte Bohrung unterbunden ist. Zum öffnen des Ventils ist hierbei zweckmäßig ein Elektromagnet vorgesehen, der so angeordnet ist, daß er willkürlich erregt werden kann, wenn ein anderes als das vorbestimmte Übersetzungsverhältnis bzw. die vorbestimmten übersetzungsverhältnisse vorliegt.Said valve preferably has a valve closure member, which is held in the closed position by spring action, in which the flow through said hole is prevented. This is useful for opening the valve an electromagnet is provided which is arranged to be excited at random can if any other than that predetermined gear ratio or the predetermined gear ratios are present.

Der Gedanke, Ventile eines Reglers, welche ein hydraulisches Medium zum Zwecke einer Veränderung der Regelcharakteristik in Abhängigkeit von Maschinenbetriebsgrößen steuern, auf elektromagnetischem Wege zu betätigen, ist an sich bekannt.The thought of valves of a regulator, which is a hydraulic medium for the purpose of changing the control characteristics as a function of machine operating parameters control to operate electromagnetically is known per se.

In der genannten zu dem Ventil führenden Bohrung ist vorzugsweise eine Drossel angeordnet, die in ihrer Drosselöffnung verstellbar sein kann.In said bore leading to the valve is preferably a throttle is arranged, which can be adjustable in its throttle opening.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Reglers im Schnitt.The drawing shows an embodiment of the invention Controller in section.

Der hydraulische Regler weist ein Reglergehäuse 1 mit Kanälen 2, 3, 4, 5 auf, die Teile eines Umlaufsystems bilden, durch das die Flüssigkeit unter Einwirkung einer Zahnradpumpe 6 strömen kann, die durch die Brennkraftmaschine angetrieben wird. Die Brennkraftmaschine treibt über ein (nicht dargestelltes) Wechselgetriebe ein Fahrzeug an. In dem Umlaufsystem liegt eine zylindrische Kammer 7, die auf der einen Seite mit dem Kanal 3 und auf der anderen Seite mit dem Kanal 4 in Verbindung steht. Die Kammer 7 nimmt einen Regelkolben 8 auf, der unter Belastung einer Feder 9 steht und eine Kolbenstange 10 aufweist, deren äußeres Ende mit einem Hebel 11 verbunden ist. Der Hebel 11 ist so ausgebildet, daß er die üblichen Verstellorgane der Einspritzpumpe betätigen kann, die die Brennkraftmaschine mit flüssigem Brennstoff versorgt.The hydraulic regulator has a regulator housing 1 with channels 2, 3, 4, 5 which form parts of a circulation system through which the liquid can flow under the action of a gear pump 6 which is driven by the internal combustion engine. The internal combustion engine drives a vehicle via a gearbox (not shown). In the circulation system there is a cylindrical chamber 7 which is in communication on one side with the channel 3 and on the other side with the channel 4. The chamber 7 accommodates a control piston 8 which is under the load of a spring 9 and has a piston rod 10, the outer end of which is connected to a lever 11 . The lever 11 is designed so that it can actuate the usual adjusting elements of the injection pump, which supplies the internal combustion engine with liquid fuel.

Zwischen der Umlaufpumpe 6 und der Kammer 7 befindet sich eine zweite Zylinderkammer 12, die an einem Ende über den Kanal 2 mit der Förderseite der Pumpe 6 verbunden ist, während das andere Ende über den Kanal 3 an das entsprechende Ende der ersten Kammer 7 angeschlossen ist. Die zweite Kammer 12 nimmt einen Hohlkolben 13 auf, in dessen Endfläche eine oder mehrere Drosselbohrungen 14 angeordnet sind, durch die die von der Umlaufpumpe 6 geförderte Flüssigkeit mit entsprechendem Druckabfall, der eine Funktion der Strömungsgeschwindigkeit ist, hindurchströmen kann. Auf der Endfläche dieses Kolbens stützt sich ein Stößel 15 eines Steuerventils 16 ab, welches zusammen mit einem Sitz an der einen Seite des Durchlasses 17 die Verbindung zwischen den Kanälen 3 und 4 und auf diese Weise den Flüssigkeitsfluß in dem System steuert. Das Ventil 16 steht unter Belastung einer Feder 18, die in einem hohlen Ansatz des Ventils und in dem Innern eines anderen, koaxialen hohlen Ventils 19 liegt, welches als Führung für das erstgenannte Ventil dient und eine Umgehungsleitung zwischen den Kanälen 4 und 5 steuert. Der letztgenannte Kanal steht mit der Saugseite der Pumpe 6 in Verbindung.Between the circulation pump 6 and the chamber 7 there is a second cylinder chamber 12, which is connected at one end to the delivery side of the pump 6 via the channel 2, while the other end is connected to the corresponding end of the first chamber 7 via the channel 3 . The second chamber 12 accommodates a hollow piston 13, in the end face of which one or more throttle bores 14 are arranged, through which the liquid conveyed by the circulation pump 6 can flow with a corresponding pressure drop that is a function of the flow rate. A tappet 15 of a control valve 16 is supported on the end face of this piston and, together with a seat on one side of the passage 17, controls the connection between the channels 3 and 4 and in this way controls the flow of liquid in the system. The valve 16 is under the load of a spring 18 which is located in a hollow extension of the valve and in the interior of another, coaxial hollow valve 19, which serves as a guide for the first-mentioned valve and controls a bypass line between the channels 4 and 5. The latter channel is connected to the suction side of the pump 6.

Die erwähnte Umgehungsleitung wird teils durch einen Kanal 20, in dem das Umgehungsventil 19 sich mittels an ihm angeordneter Längsrippen 21 verschiebbar abstützt, und teils durch eine Kammer 22 gebildet, die zwischen diesem Kanal und dem Kanal 5 liegt. Das Umgehungsventil 19 arbeitet mit einem geschlitzten Rand 23 an einem Ende des Umgehungskanals 20 zusammen, um die Verbindung zwischen diesem Kanal und dem Kanal 4 zu steuern. Es ist außerdem von der Feder 18 des ersten Ventils 16 so belastet, daß es in Schließstellung gebracht wird. Die Bewegung des Umgehungsventils 19 gegen die Wirkung der Feder 18 wird mit Hilfe eines nockenartigen Hebels 24 bewirkt, der in der Umgehungskammer 22 gelagert ist. Dieser Hebel wirkt auf das benachbarte Ende des Umgehungsventils. Er wird über einen Hebel 25 betätigt, welcher von dem Fahrer gesteuert wird.The mentioned bypass line is partly through a channel 20, in which the bypass valve 19 is displaceable by means of longitudinal ribs 21 arranged on it supported, and partly formed by a chamber 22 between this channel and the channel 5 lies. The bypass valve 19 operates with a slotted edge 23 at one end of the bypass channel 20 together to establish the connection therebetween Channel and channel 4 to control. It is also from the spring 18 of the first valve 16 so loaded that it is brought into the closed position. The movement of the bypass valve 19 against the action of the spring 18 is effected with the aid of a cam-like lever 24, which is stored in the bypass chamber 22. This lever acts on the neighboring one End of the bypass valve. It is operated via a lever 25, which of the Driver is controlled.

Parallel zu der durch den Kanal 20 und die Kammer 22 gebildeten Umgehungsleitung ist eine verstellbare Drossel angeordnet, die aus einem Kolbenventil 26 besteht, das in einer mit Öffnungen versehenen Hülse 27 gleitbar ist und unter Belastung einer Feder 28 steht. Das äußere Ende des Ventils steht in Berührung mit einem verstellbaren Widerlager 29 an dem obenerwähnten Hebel 11, der die Bewegung auf die Verstellelemente der Brennstoffpumpe überträgt. Die veränderliche Drossel hat die Aufgabe, die Verbindung zwischen den Kanälen 4 und 5 zu steuern.In parallel with the bypass line formed by the channel 20 and the chamber 22 an adjustable throttle is arranged, which consists of a piston valve 26, which is slidable in an apertured sleeve 27 and under load a spring 28 stands. The outer end of the valve is in contact with an adjustable one Abutment 29 on the above-mentioned lever 11, which controls the movement on the adjustment elements the fuel pump transmits. The task of the variable throttle is the connection between channels 4 and 5.

Die Arbeitsweise des Reglers ist wie folgt: Beim Anlassen der Brennkraftmaschine befindet sich der Hebel 24 in einer Stellung, bei der das Umgehungsventil 19 geschlossen ist. Die Umlaufpumpe 6 setzt die Flüssigkeit unter Druck, so daß sie durch die Drosselbohrungen 14 des Hohlkolbens 13 zu der einen Seite des Regelkolbens 8 gelangt und diesen gegen die Wirkung seiner Feder 9 verschiebt. Hierbei werden die Verstellelemente der Brennstoffpumpe so verstellt, daß von der Pumpe eine maximale Brennstoffmenge gefördert wird.The controller works as follows: When the internal combustion engine is started the lever 24 is in a position in which the bypass valve 19 is closed is. The circulation pump 6 puts the liquid under pressure so that it passes through the throttle bores 14 of the hollow piston 13 reaches one side of the control piston 8 and against it the action of its spring 9 shifts. Here the adjustment elements of the fuel pump adjusted so that the pump delivers a maximum amount of fuel.

Wenn die Brennkraftmaschine sich unter ihrer eigenen Kraft zu drehen beginnt, steigt der Druck auf der Unterseite des Kolbens 13 so weit an, daß das Ventil 16 geöffnet wird. Hierdurch kann Flüssigkeit zu der anderen Seite des Verstellkolbens 8 und über die veränderliche Drossel 26, 27 zu der Saugseite der Pumpe 6 gelangen. Der dadurch bewirkte Druckanstieg an dieser Seite des Verstellkolbens 8 verschiebt in Verein mit der Feder 9 den Verstellkolben in eine neue Gleichgewichtsstellung, bei der die von der Brennstoffpumpe gelieferte Brennstoffmenge auf denLeerlaufbedarf derBrennkraftmaschine verringert wird. Die Bewegung des Verstellkolbens 8 wird gleichzeitig auf das Kolbenventil 26 der veränderbaren Drossel übertragen, wodurch deren Öffnung vergrößert wird. Diese Maßnahme wirkt der Änderung der Stellung des Verstellkolbens entgegen.When the internal combustion engine begins to rotate under its own power, the pressure on the underside of the piston 13 increases so far that the valve 16 is opened. This allows liquid to reach the other side of the adjusting piston 8 and, via the variable throttle 26, 27, to the suction side of the pump 6. The resulting increase in pressure on this side of the adjusting piston 8, together with the spring 9, moves the adjusting piston into a new equilibrium position in which the amount of fuel supplied by the fuel pump is reduced to the idle requirement of the internal combustion engine. The movement of the adjusting piston 8 is simultaneously transmitted to the piston valve 26 of the variable throttle, whereby its opening is enlarged. This measure counteracts the change in the position of the adjusting piston.

Um einen Anstieg der Motordrehzahl zu erzielen, wird der nockenartige Hebel 24 von dem Fahrer so betätigt, daß das Umgehungsventil 19 geöffnet und der Federdruck auf das erstgenannte Ventil 16 erhöht wird. Das Ausmaß der Bewegung des nockenartigen Hebels ist abhängig von dem Brennstoffbedarf der Brennkraftmaschine. Diese Maßnahme hat zur Folge, daß der Flüssigkeitsdruck auf der von der Feder 9 abgewandten Seite des Verstellkolbens 8 erhöht und auf der anderen Seite verringert wird, wodurch ein Anstieg der Fördermenge der Brennstoffpumpe erzielt wird.In order to achieve an increase in the engine speed, the cam-like lever 24 is operated by the driver so that the bypass valve 19 is opened and the spring pressure on the former valve 16 is increased. The extent of the movement of the cam-like lever depends on the fuel requirements of the internal combustion engine. This measure has the consequence that the liquid pressure is increased on the side of the adjusting piston 8 facing away from the spring 9 and decreased on the other side, whereby an increase in the delivery rate of the fuel pump is achieved.

Wenn sich die Drehzahl der Brennkraftmaschine so weit erhöht hat, daß sich über den Drosselbohrungen 14 des Hohlkolbens 13 ein Druckabfall einstellt, bei dem dieser das Steuerventil 16 öffnet, fällt der Druck in dem System so weit ab, daß die Feder 9 den Regelkolben 8 in eine neue Gleichgewichtsstellung verschiebt.When the speed of the internal combustion engine has increased so much that there is a pressure drop across the throttle bores 14 of the hollow piston 13 at which this opens the control valve 16 , the pressure in the system drops so far that the spring 9 pushes the control piston 8 in shifts a new equilibrium position.

Parallel zu der Drosselbohrung bzw. zu den Drosselbohrungen 14 ist in einem Kanal 31 eine weitere Drossel 30 angeordnet. In dem Kanal 31 liegt ferner ein Ventil 32, das durch Federbelastung in Schließstellung gebracht wird und so angeordnet ist, daß es beim Erregen eines Elektromagneten 33 geöffnet wird. Der Elektromagnet wird durch Schließen eines Schalters 34 erregt, der von der (nicht dargestellten) Getriebeschaltung des Fahrzeuges so betätigt wird, daß der Schalter zwangläufig geschlossen ist, wenn der bzw. die höheren Gänge mit dem bzw. den entsprechenden übersetzungsverhältnissen eingelegt sind.Is parallel to the throttle bore or to the throttle bores 14 A further throttle 30 is arranged in a channel 31. In the channel 31 is also located a valve 32 which is brought into the closed position by spring loading, and so on is arranged that it is opened when an electromagnet 33 is energized. Of the Electromagnet is activated by closing one Switch 34 energized, the is operated by the (not shown) gearshift of the vehicle, that the switch is inevitably closed when the higher gear or gears with the corresponding gear ratio (s) are inserted.

Die Drossel 30 ist zweckmäßig verstellbar ausgebildet, so daß Unterschiede zwischen den einzelnen Regelorganen ausgeglichen werden können. Die Drossel kann zu diesem Zweck aus einem axial verstellbaren Stift 35 bestehen, der etwa rechtwinklig zu dem Flüssigkeitsfluß in dem Kanal 31 verstellbar ist. Das Ende des Stiftes 35 bildet zusammen mit der Wandung des Kanals 31 die zusätzliche Drosselöffnung.The throttle 30 is expediently designed to be adjustable, so that differences between the individual control organs can be compensated for. For this purpose, the throttle can consist of an axially adjustable pin 35 which can be adjusted approximately at right angles to the flow of liquid in the channel 31. The end of the pin 35, together with the wall of the channel 31, forms the additional throttle opening.

Wenn im Betrieb der höhere Gang eingelegt ist, arbeitet der hydraulische Regler wie oben beschrieben. Wenn dagegen ein niedrigerer Gang eingelegt wird, wird das Ventil 32 geöffnet, so daß die Flüssigkeit durch die zusätzliche Drosselöffnung von dem Kanal 2 zu dem Kanal 3 fließen kann. Das hat zur Folge, daß die Druckdifferenz über dem Kolben 13 bei der gegebenen Motordrehzahl verringert und demgemäß die maximale Motordrehzahl bei der jeweiligen Einstellung des Hebels erhöht wird. Da das Ventil 32 geöffnet wird, wenn der Elektromagnet 33 erregt wird, wird im Falle eines Fehlers im elektrischen System die maximale Motordrehzahl bei einer gegebenen Einstellung des Hebels 24 in allen Gängen des Wechselgetriebes auf einen unteren Wert begrenzt.If the higher gear is engaged during operation, the hydraulic one works Regulator as described above. If, on the other hand, a lower gear is engaged, will the valve 32 is opened, so that the liquid through the additional throttle opening can flow from channel 2 to channel 3. This has the consequence that the pressure difference above the piston 13 at the given engine speed is reduced and accordingly the maximum The engine speed is increased with the respective setting of the lever. Because the valve 32 is opened when the solenoid 33 is energized, in the event of a failure in the electrical system, the maximum engine speed at a given setting of the lever 24 is limited to a lower value in all gears of the gearbox.

Claims

Claims: 1. Hydraulic regulator for controlling the fuel supply to an internal combustion engine that drives a vehicle via a gearbox, as a function of the engine speed, the controller being one of the internal combustion engine Has driven pump, which the liquid fuel through a circulation system promotes, in which the pressure difference between two by the provided with a throttle Bottom of a piston separate spaces by actuating a circulating system behind the valve located on the piston as a function of the piston movement for the control the fuel supply to the machine is used, which is marked by that a bore (31) is arranged parallel to the throttle (14), which through an arbitrarily actuatable valve (32) can be closed, and that this valve (32) is closed at (a) certain gear ratio (s).

2. Hydraulic regulator according to claim 1, characterized in that the valve (32) has a valve closure member which is in the closed position by spring action is held, in which the passage through the bore provided with a throttle (30) (31) is prevented, and that to open the valve (32) an electromagnet (33) is provided which is arranged so that it can be arbitrarily excited when a gear ratio other than the predetermined gear ratio (s) is present.

3. Hydraulic regulator according to claim 2, characterized in that the throttle (30) is adjustable in its throttle cross-section. Considered publications: German Patent Nos. 229479, 830435; German Auslegeschrift No. 1088 819; Swiss Patent No. 302 272; British Patent No. 624,080.