DE2131284A1 - Pneumatischer Drehzahlregler fuer Brennkraftmaschinen,insbesondere Dieselmotoren - Google Patents

Description

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24.5.I97I Ks/Kb

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

Nippondenso Kabushiki Kaisha, Kariya Shi, Aichi Ken (Japan)

Pneumatischer Drehzahlregler für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen pneumatischen Drehzahlregler für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren," mit einem auf den Druck hinter einer Drosselklappe in der Ansaugleitung des Motors ansprechenden und auf das Fördermengenverstellglied der Einspritzpumpe einwirkenden Verstellglied.

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Bei bekannten Drehzahlreglern dieser Art, insbesondere für Fahrzeugdieselmotoren, wird die Motordrehzahl als Druck in der Ansaugleitung, und zwar hinter bzw. stromabwärts einer in der Ansaugleitung vorgesehenen Drosselklcippe abgegriffen. Dieser Ansaugleitungsdruck wird einer als Verstellglied dienen den Membran zugeführt, und es wird dafür gesorgt, daß der oben genannte auf die Membran einwirkende Druck und eine ebenfalls auf die Membran einwirkende Federkraft einander das Gleichgewicht halten. Bei diesen bekannten Drehzahlreglern muß man jedoch bei Laständerungen eine ganz erhebliche Drehzahlabweichung zulassen, denn wenn die Last sich ändert, ist es unmöglich, eine konstante Drehzahl einzuregulieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beheben und einen Hegler zu schaffen, mit dem eine konstante Drehzahl aufrechterhalten werden kann.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß durch das Verstellglied ein Stift verschiebbar ist, an den ein Regelhebel drehbar angelenkt ist, dessen eines Ende mit dem Fordermengenverste.ilglied und dessen anderes Ende mit dem Arbeitsglied eines hydraulischen Servomotors gekuppelt ist, daß der das Arbeitsglied antreibende hydraulische Druck in einem Steuerraum durch mindestens ein Magnetventil regelbar ist, und daß das Magnetventil durch eine elektronische Regeleinrichtung betätigbar ist, deren An-Aus-Signale in Abhängigkeit von der Differenz Zwischen einer festgelegten Drehzahl und der tatsächlichen Motordrehzahl erzeugt werden.

Dadurch wird die relative Lage zwischen dem Verstellglied und dem Fördermengenverstellglied derart geHndert, daß die Motordrehzahl auch dan-., wtan sich die Last ändert, auf eine ganz

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bestimmte konstante Drehzahl einreguliert w-ird.

Im folgenden soll nun die vorliegende Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erklärt werden.

Fig. 1 ist ein Schnitt durch die wichtigsten Teile des

erfindungsgemäßen Drehzahlreglers, Fig. 2 ein Diagramm, welches die Arbeitsweise des Reglers

zeigt.

In Fig. 1 ist. 1 eine nur andeutungsweise dargestellte Kraftstoff einspritzpumpe, die als Fördermengenverstellglied eine Regelstange 2 hat, die in bekannter Veise die Menge des zu fördernden Kraftstoffes entsprechend ihrer Lage X in der Achsrichtung festlegen kann. Die Antriebswelle-3 der Kraftstoff einspritzpumpe 1 wird in nicht näher dargestellter Weise vom Motor angetrieben und die Ansaugleitung k des Motors hat eine Drosselklappe 5» die durch einen auf einer Drosselklappenachse 6 starr befestigten Drehzahleinstellhebel 7 verdreht werden kann, wodurch der Öffnungswinkel θ der obengenannten Drosselklappe 5 festlegbar ist« Wenn die Öffnung der obengenannten Drosselklappe 5 auf den Öffnungiwinkel θ fest eingestellt ist, dann nimmt der Druck im Unterlauf 8, stromabwärts der Drosselklappe 5 in der Ansaugleitung 4 mit steigender Drehzahl ab. Dieser Druck wird durch eine Rohrleitung 9 in die sich in dem Membrandeckel 10 befindende Membrankawmer 11 geleitet. 12 ist eine als Verstellglied dienende Membran, welche in einem Reglergehäuse I3 luftdicht befestigt ist. Eine Reglerfeder Ik ist so bemessen, daß sie die Membran 12 in Ruhestellung hält, und zwar dann, wenn sich die durch den obengenannten Druck in der Ansaugleitung auf die Membran 12 wirkende Kraft und die Kraft der Reglerfeder lh das Gleichgewicht halten. An der Membran 12 igt ein Membranbolzen 15 befestigt, und auf einen auf dt>m

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Membranbolzen 15 befestigten Stift l6 ist das eine Ende eines Membranhebels 17 aufgepaßt, während sein anderes Ende an einem im Reglergehäuse 13 starr befestigten Lagerstift l8 drehbar angelenkt ist. Auf einen an dem Membranhebel 17 starr befestigten Stift I9 ist ein doppelarmiger Regelliebel 2o drehbar aufgepaßt. Das eine Ende 20a des Hebels 20 greift an einem an der Regelstange 2 starr befestigten Stift 21 an und das andere Ende 20b des genannten Hebels 20 an einem Stift 22a eines Arbeitsgliedes 22 eines hydraulischen Servomotors 23. -Auf dem obengenannten Arbeitsglied 22 ist ein Kolben 24 starr befestigt, der durch eine Membran 25 abgedeckt ist. Eine Feder 26 ist so auf dem Arbeitsglied 22 angeordnet, daß sie. über den Kolben 24 die Membran 25 nach links drückt. Ein in einem von der Membran 25 teilweise begrenzten Steuer·- raum 27.wirkender Kraftstoffdruck hält über die Membran 25 der Kraft der obengenannten Feder 26 das Gleichgewicht. 28 ist ein Kraftstofftank,und der durch eine Kraftstoff-Förderpumpe 29 hochgesaugte Kraftstoff wird unter Druck in die Druckförderloitung 30 gefördert. Eine Abzweigleitung 3I der Druckfördorleitung 30 ist in nicht näher dargestellter Weise mit der Ansaugöffnung der Kraftstoffeinspritzpumpe 1 verbunden. Eine zweite Abzweigleitung 32 ist mit einem Überströmventil 33 verbunden, welches deji Druck in den Abzweigleitungen Ji und 32 und einer weiteren Abzweigleitung 3^ im wesentlichen konstant hält. Über eine Rückströmleitung 35 strömt der überschüssige Kraftstoff in den Kraftstofftank 28 zurück. An den Steuerraum 27 sind Magnetventile 36 und 37 angeschlossen. Das· Magnetventil 36 istmit der Abzweigleitung yk verbunden, während das Magnetventil 37 mit einer Jtfickström.leitung 38 verbunden ist. Die Ventile 36 und 37 sind so gebaut, daß sie bei Stromdurchgang öffnen. Durch die Öffnung des Magnetventiles 36 strömt der Kraftstoff von der Abzweigleitung "}>h her in den

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Steuerraüm 27 ein. Wenn anderersei i das Magnetventil 37 geöffnet ist, strömt der Kraftstoff, r sich im Steuerraum

27 befindet, übe±~ die Rückströmlei aig 38 zum Kraftstofftank

28 zurück. Somit steigt also beim Offnen des Magnetventiles 36 der Druck im Steuerraum 27 an und beim Öffnen des Magnetventiles 37 fällt dieser Druck ab.

Ein Drehwinkelgeber 39 einer elektronischen Regeleinrichtung greift den Öffnungswinkel θ der Drosselklappe 5 auf elektrischem Wege ab, und gibt einem Komparator (Vergleicher) 40 elektrische Signale ein, die der obengenannten vorbestimmten Drehzahl N_n entsprechen. 4l ist ein Drehzahlgeber, der die Drehzahl der Antriebswelle 3 der Einspritzpumpe 1 abgreift und elektrische Signale in den Vergleicher 40 eingibt, die der tatsächlichen Drehzahl N der obengenannten Welle 3 entsprechen. Der Vergleicher 40 bildet die Differenz A N der elektrischen Signale N_ und N, die der festgelegten Drehzahl N_n bzw. der jeweiligen Drehzahl N der Antriebswelle 3 entsprechen, und diese Signaldifferenz £jt N wird in einen Oszillator 42 eingegeben. Der Oszillator 42 steuert solange die Magnetventile 36 oder 37 an, bis das Signal A N gleich Null ist.

Im folgenden soll nun anhand der Fig. 2 die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Drehzahlreglers erklärt werden. Auf der Abszissenachse ist die Drehzahl N aufgetragen, während auf der Ordinatenachse der Lage X der Regelstange 2 dargestellt ist. Wir wollen nun annehmen, daß die Motorlast einen Kraftstoff mengenverlauf verlangt, der der Lastkurve L entspricht. Die festgelegte Drehzahl ist N und der Öffnungswinkel der Drosselklappe 5 ist Θ. In diesem Falle herrscht in der Membrankammer 11 öier Druck der Ansaugleitung 4, der im Gleichgewicht mit der die Membran 12 belastenden Feder 14 ist. Diese

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Gleichgewichtslage legt die Lage des Hebels. 17 fest und b-, .- . damit auch die Lage des Stift ο ε 1 9 und den Drelipur.kt dos Hebels 20, was zur Folge hat, daß die La^s.-X der ziegelstange 2 festgelegt ist» Wenn ivir nun annehmen, daß das Arbeitsglied 22 des Servomotors 23 festgelegt ist, d.h. p:\c-. nicht bewegt, dann wird ein f estgeleg ter Lastpunlrt , v:enn ^r\'. _;■ Lastkurve L₁ nach L₀ verschoben wird, auf der Linie. G.. ?d> -.'-..'· und es Vfird eine Dreiizahldififirenz A N entstehen. Die Lini.". G₁ zeigt die Gleichgewichtslage der Membran 12 gegenübc" der Drehzahl K. In diesem Falle wird durch die Vcrschiebur··. dei~ Membran 12 die Regelstange 2 um Δ X₁ verschoben. die Motorlast L. sinkt auf L ab und die Drehzahl der Antriebswelle 3 wird größer als die festgelegte Drehzahl ':■: . DLe=- war bei den bisher gebräuchlichen Drehzahlreglern der 1'c.Ij .

Bei dem erf indungs gemäß en Regler und einem FehlerA X £"i-'t f.-: Vergleicher 40 aber ein dieser Drehzahldifferenz Λ Ν ent sprechendes Signal in den Oszillator 42 ein, das Magnetventil. 36 bekommt Strom, wird geöffnet, der Druck im Stcuerraum 27 steigt an und die Membran 25 wird entgegen der Fcc;»-" 26 nach rechts verschoben. Dies hat zur Folge, daß sich co,-Hebel 20 um den Stift 19 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinj· dreht, so daß die Regelstange 2 nach links verschoben vir.i. Wie in Fig. 2 dargestellt, wird also die Regelstange 2 zusätzlich zur VerschiebiingsgröIJe Δ X. um ^ X₀ verschoben, und es kann bei der Last L die Motordrehzahl a\if dem. Wert N_n gehalten werden. Ist No erreicht , wird die 5troii,?:rfuhr zu dem Magnetventil 36 beendet, und die Verschiebur.;·' des hydraulischen Arbeitsgliedes 22 wird gestoppt.

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Wenn danach die Motorlast wieder auf L. ansteigt und die Drehzahl N der Antriebswelle 3 kleiner wird als die vorgeschriebene Drehzahl N„ (siehe, gestrichelte Linie G₂), dann wird in einem zu der obigen Beschreibung entgegengesetzten Sinne im Magnetventil 37 ein Strom fließen, das Magnetventil 37 wird geöffnet, der Druck im Steuerraum 27 fällt ab, die Membran 25 verschiebt über den Hebel 20 die Regelstange 2 nach rechts, und auf diese Weise wird die Drehzahl N_ aufrechterhalten. /{

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Claims (2)

1. Ansprüche

   J l\. Pneumatischer Drehzahlregler für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, mit einem auf den Druck hinter einer DrosseJ.kJ.appe in. der Ansaugleitung des Motors ansprechenden· und auf das Fördermengenverstellglied der Einspritzpumpe einwirkenden Verstellglied, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Verstellglied (12) ein Stift (19) verschiebbar ist, an den ein Regeühebel (20) drehbar angelenkt¹ ist, dessen eines Ende (20a) mit dem Fördermengen-

   verstellglied (2.) und dessen anderes Ende (20b)_ mit dem Arbeitsglied (22) eines hydraulischen Servomotors (23) gekuppelt ist, daß der das Arbeitsglied (22) antreibende hydraulische Druck in einem Steuerrauin (27) durch mindestens ein Magnetventil (36,37) regelbar ist, und daß das Magnetventil (36,37) durch eine elektronische Regeleinrichtung betätigbar ist, deren An-Aus-Signale in Abhängigkeit von der Differenz {A N) zwischen einer festgelegten Drehzahl (No) und der tatsächlichen Motor drehzahl (N) erzexigt werden.
2. 2. Pneumatischer Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Regeleinrichtung einen

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   mit der Drosselklappe (5) gekuppelten Drehwinkelgeber (39)i dessen Ausgangssignal der festgelegten Drehzahl (No) entspricht, einen Drehzahlgeber (4l), dessen Ausgangssignal der tatsächlichen Motordrehzahl (N) entspricht, sowie einen Komparator (Vergleicher kO) und einen Oszillator (impulsgeber k2) hat, der die An-Aus-Signale für das Magnetventil (36,37) erzeugt./^*

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