DE2349692C2 - Drehzahlregler einer Kraftstoffeinspritzpumpe - Google Patents

Description

Eine vorteilhafte Ausgestaltung bringt Anspruch 2. Diese hat den Vorteil, daß die zwischen Boden und Kolben eingespannte Druckfeder einerseits sehr weich gehalten werden kann und andererseits erst nach Ober- windung ihrer Vorspannung, z. B. im Abregeibereich, zum Einsatz kommt Auf di^se Weise kann ein sehr niedriger Ungleichförmigkeitsgrad erzielt werden.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 3 wird eine exakte Führung des Zylinders in to dem ihn umgreifenden Halterungsteil erreicht, so daß ein das Regelergebnis negativ beeinflussendes Ausknikken oder Pendeln der Regelfederancrdnung nicht möglich ist.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit der erfin- , dungsgemäßen Ausführung des Drehzahlreglers,

F i g. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Regelfederanordnung,

Fig.3 ein zweites Ausfühningsbeispie! der erfindungsgerr.äßen Regelfederanordnung,

Fig.4 eine schematische Darstellung eines Kennlinienfeldes, das sieb mit der Regelfederanordnung nach F i g. 2 ergibt und

F i g. 5 den schematischen Verlauf der Kennlinien für ein Ausführungsbeispiel der Regelfederanordnung nach Fig.3.

In einem schematisch dargestellten Gehäuse 1 einer Kraftstoffeinspritzpumpe arbeitet in einer Bohrung 2 ein Pumpenkolben 3, der durch nicht dargestellte Mittel in eine hin- und hergehende und gleichzeitig rotierende Bewegung versetzt wird. Der Pumpenarbeitsraum 4 dieser Pumpe wird über eine in der Mantelfläche des Pumpenkolbens angeordnete Längsnute 5 und eine im Gehäuse 1 verlaufende Bohrung 6 aus einem Saugraum 7 mit Kraftstoff versorgt, solange der Pumpenkolben seinen Saughub ausführt bzw. seine untere Totpunktlage einnimmt Sobald nach Verdrehung des Pumpenkol- -to bens 3 die Bohrung 6 geschlossen worden ist, wird der im Pumpenarbeitsraum befindliche Kraftstoff über einen im Pumpenkolben verlaufenden Längskanal 8, eine Radialbohrung 9 und eine in der Oberfläche des Pumpenkolbens angeordnete Verteilerlängsnut 10 einer von Druckleitungen 11 zugeführt, die entsprechend der zu versorgenden Zahl von Zylindern einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine am Umfang verteilt in die Bohrung 2 münden. Diese Druckleitungen führen über jeweils ein Rückschlagventil 12 zu den Zylindern zugeord- so neten, nicht dargestellten £inspritzventilen.

Der Saugraum 7 wird über eine Förderpumpe 13 aus einem Kraftstoffbehälter 14 mit Kraftstoff versorgt Durch ein Drucksteuerventil 15 wird der Druck im Saugraum 7 in bekannter Weise drehzahlabhängig gesteuert, so daß mit steigender Drehzahl der Druck im Saugraum zunimmt.

Auf dem Pumpenkolben 3 ist ein Ringschieber 16 verschiebbar, der eine mit dem Längskapal 8 in Verbindung stehende Radialbohrung 17 während des Druck- eo hubverlaufs aufsteuert und damit die Fördermenge bestimmt Der nach dem Aufsteuern abströmende Kraftstoff strömt in den Saugraum 7 zurück.

Der Ringschieber 16 wird über einen Reglerhebel 19 verschoben, der um eine Achse 20 schwenkbar ist. Dazu besitzt der Regleriifrbel an seinem einen Ende einen kugeligen Kopf 21, mit dem er in eine Ausnehmung 22 im Ringschieber 16 eingreift Auf der anderen Seite des Reglerhebels greift ein als Drehzahlsignalgeber dienender Fliehkraftversteller 24 entgegen der Kraft einer weiterhin am Reglerhebel.angreifenden Regelfederanordnung 25 an. Der Fliehkraftversteller 24 besitzt einen Träger 26 für Fliehgewichte 27, die zusammen mit dem Träger über ein nicht dargestelltes Getriebe im konstanten Verhältnis zur Drehzahl des Pumpenkolbens angetrieben werden. Durch die Fliehkraft werden die Fliehgewichte 27 ausgelenkt und verschieben eine auf der Achse des Reglers sitzende Hülse 28, die mit drehzahlabhängiger Kraft punktförmig an den Reglerhebel 19 angreift

Je weiter der Ringschieber 16 durch die Schwenkbewegung des Reglerhebels 19 nach unten verschoben wird, desto geringer ist die von der Einspritzpumpe geförderte Kraftstoffmenge, da die Radialbohrung 17 zu einem entsprechend früheren Zeitpunkt beim Förderhub des Pumpenkolbens aufgesteuert wird und ein größerer Anteil der vom Pumpenkolben förderbaren Kraftstoffmenge in den Saugraum abströmt Die maximale Fördermenge wird durch die oberste Lage des Ringschiebers 16 bestimmt, die durca einen exzentrisch verstellbaren Anschlag 30 des Reglerhebels 19 begrenzt wird. Der Grad der Verschiebung des Ringschiebers 16 nach unten bei einer bestimmten Drehzahl ist von der durch die Regelfederariordnung 25 auf den Reglerhebel 19 ausgeübten Kraft abhängig.

Der Aufbau der Regelfederanordnung 25 ist in F i g. 2 näher dargestellt Sie besteht im wesentlichen aus zwei Halterungsteilen. Das ist einmal ein Zylinder 31, der einen geschlossenen Boden 32 besitzt und an dem an seiner oberen Stirnseite eine Stange 33 befestigt ist, die durch eine Bohrung 34 des Reglerhebels 19 hindurchragt und auf der anderen Seite einen Kopf 35 besitzt Der Zylinder 31 besitzt ferner in seiner oberen Hälfte zwei sich diametral gegenüberliegende Längsschlitze 38, in die mit hakenförmigen Enden 39 ein U-förmiger zweiter Halterungsteil 40 eingreift Der Halterungsteil 40 ist vorzugsweise als Stanzteil ausgebildet und hat außer der Führung in den Längsschlitzen 38 eine Führung in zwei im Bereich des Bodens radial vom Zylinder 31 abgehende gabelförmige Laschen 41, die sich diametral gegenüberliegen. Ferner ist zur seitlichen Führung auf den hakenförmigen Enden 39 jeweils eins Führungsschiene 42 angeordnet

Im Innern des Zylinders 31 ist an den hakenförmigen Enden 39 ein Federteller 44 befestigt, zwischen dem und einem dicht im Zylinder verschiebbaren Kolben 45 eine Druckfeder 46 angeordnet ist Ferner ist zwischen dem Boden 32 und dem Kolben 45 eine weitere Druckfeder 47 eingespannt Durch diese Druckfedern v/ird der Zylinder 31 mit seinem Boden gegen einen Anschlag 4S des U-förmigen, den Zylinder umfassenden Halterungsteiis 40 gepreßt

Der Kolben 45 besitzt in seinem Boden eine Drosselbohrung 49, über die bei einer Verschiebung des Kolbens der im Zylinder vorhandene Kraftstoff zurr Druckausgleich hindurchströmen kann. In der gezeigten Stellung sind die Halterungsteile der Regelfederanordnung durch die unter Vorspannung stehenden Druckfedern 46, 47 ein starres Gebilde, das zwischen dem Reglerhebel 19 und einem Verstellhebel 50 angeordnet ist (F i g. 1). Mit dem Verstellhebel 50 ist der untere U-förmige Halterungsteil über einen diesen in einer Bohrung 3l durchdringenden Zapfen 52 verbunden. Durch den Verstellhebel 50, der von außen über einen Hebel 53 Mnd eine Welle 54 willkürlich betätigbar ist, kann die Vorspannung der Federn 46 und 47 verändert werden,

indem sich der Zylinder 31 gegenüber dem U-förmigen Halterungsteil 40 axial verschiebt. Zwischen dem Kopf 35 und dem Reglerhebel 19 ist ferner eine Leerlauffeder 55 angeordnet.

Der Drehzahlregler arbeitet in folgender Weise: Bei Stillstand der Pumpe liegt der Rcglerhebel. wie in F i g. I gezeigt, am Anschlag 30 an, so daß sich der Ringschieber 16 in einer Stellung entsprechend der Maximalförderung der Einspritzpumpe befindet. Bei ganz zurückgenommenem Hebel 53 befindet sich ferner der Kopf 35 in der in Fig. 2 gezeigten, durch die Lcerlauffedcr 55 vom Reglerhebel 19 abgehobenen Stellung. Nach dem Start wird der Reglerhcbel 19 durch den Fliehkraftversteller 24 entgegen der Kraft der Lcerlauffeder 55 um die Achse 20 geschwenkt. Die Fördermenge der Einspritzpumpe sinkt dementsprechend von der Vollastmenge auf die Leerlaufeinspritzmenge ab. Da die Regelfederanordnung durch die Vorspannung der Federn 46 und 47 Zünäensi ein Statics Gebilde ist, käi'iri durch Verdrehung des Hebels 53 eine gewünschte Einspritzmenge eingestellt werden. Steigt jedoch die Drehzahl so stark an, daß das von den Fliehkräften erzeugte rechtsdrehende Moment auf den Reglerhebel 19 größer ist als das sich aus der Vorspannung der Druckfedern 46 und 47 und dem Hebelarm ergebende linksdrehende Moment, so werden die Federn 46 und 47 zusammengepreßt, so daß sich der Reglerhebel um seine Achse drehen kann, der Ringschieber 16 nach unten verschoben wird und die Einspritzmenge vermindert wird. Der Regler regelt ab. In vorteilhafter Weise werden hierbei die Druckfedem 46 und 47, von denen die Feder 47 als besonders weiche Feder ausgeführt ist, etwa auf die Endabregelungsdrehzahl vorgespannt. Es ergeben sich mit dieser Anordnung Kennlinien, wie sie im Diagramm in Fig.4 schematisch dargestellt sind. Es ist hierbei der Regelweg 5 des Ringschiebers 16 über der Drehzahl η bei verschiedener Last aufgetragen. Damit der in der Fig.4-gezeigte steile Abfall der Kennlinie bei Enddrehzahl, d. h. ein kleiner Ungleichförmigkeitsgrad erreicht wird, müssen als Regelfedern weiche Federn verwendet werden, wobei durch den mit der Drosselbohrung 49 versehenen Kolben 45 ein Schwingen der Regelung und der Drehzahl der Brennkraftmaschine im Abregeibereich verhindert wird und so hochfrequente Schwankungen der Auslenkkraft des Fliehkraftreglers nur auf die härtere Feder 46 voll wirken können. Gleichermaßen wird auch durch die genaue Führung des Zylinders 31 im U-förmigen Halterungsteil 40 ein Pendeln der Regelfederanordnung 25, was die Einspritzmenge periodisch ändern und zu einem stark unruhigen Laufen der Brennkraftmaschine führen würde, verhindert.

Die in F i g. 3 gezeigte Regelfederanordnung 25' ist im wesentlichen gleich aufgebaut wie die Regelfederanordnung 25. Es sind somit auch die dort bereits beschriebenen Grundfunktionen der Regelfederanordnung die gleichen. Neu gegenüber dem bisher Beschriebenen besitzt der Zylinder ZV der Regelfederanordnung 25' etwa in der Mitte innen einen Anschlag 43, an den der Kolben 45' durch die zwischen diesem und dem Boden 32 eingespannte Feder 47 gepreßt wird. Die Drosselbohrung 49' befindet sich bei dieser Ausführung im Boden 32 des Zylinders.

Durch den Anschlag 43 kann bei der Regelfederanordnung 25' die untere weiche Feder 47 stärker vorgespannt werden als die obere Feder 46. Es wird aiso bei einer Relativbewegung des Zylinders 3 Γ gegenüber dem U-förmigen Halterungsteil 40 zunächst die steifere Feder 46 zusammengepreßt, bis deren Vorspannung die Vorspannung der weichen Feder 47 erreicht hat. Danach kann eine durch die Kennlinie der weichen Feder 47 hauptsächlich bestimmte steile Abregeiung. wie das im schematischen Diagramm in F i g. 5 gezeigt ist, erfolgen. Auch in diesem Diagramm ist über den Drch/ahicn π der Regelweg 5 des Ringschiebers 16 aufgetragen. Wie auch im vorigen Beispiel bewirkt die Drossel 49' im Abrcgclfall, daß hochfrequente Störschwingungen die Regelung und die Drehzahl der Brennkraftmaschine nicht zum Schwingen bringen können. Derartige Einflüsse, die vor allem durch die weiche Feder 47 ausgelöst würden, werden durch diese Drossel gedämpft, d. h. daß sich die zwischen dem Kolben 45' und dem Boden 32 in einem abgeschlossenen Kraftstoffvolumen angeordnete Feder 47 gegenüber hochfrequenten Störschwingungen als steifes Gebilde verhält. Durch die niederfrequenten Stellbewegungen kann jedoch die Regelfeder ohne weiteres in ihrer Vorspannung geändert werden.

Es ist natürlich selbstverständlich, daß dcf Dfössciquerschnitt der Drosselbohrung auch durch eine Schraube verändert werden kann und daß diese Bohrung sowohl im Boden 32, im Kolben 49 als auch an einer unverschließbaren Stelle der Zylinderwand angebracht sein kann. Gleichermaßen läßt sich natürlich die Vorspannung der Regelfedern durch Einlegen von Abstandsscheiben oder durch Verstellen der Anschläge über eine Schraube verändern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 erreichbaren Ungleichförmigkeitsgrads wird durch den Patentansprüche: · Weichheitsgrad der Feder bestimmt, die bei der Einspritzpumpe als Regelfeder verwendet werden kann,

1. Drehzahlregler einer Kraftstoffeinspritzpumpe ohne daß die Regelung durch die im Betrieb der Einfür Brennkraftmaschinen, mit einem um eine Achse 5 spritzpumpe entstehenden hochfrequenten mechanischwenkbaren und ein Fördermengen verStellglied sehen Störschwingungen, die sich auf die Kraftstoff mender Einspritzpumpe betätigenden Reglerhebel, an genregelung und damit auch auf die Laufruhe der mit dem entgegen einer drehzahlabhängigen Kraft eine der Einspritzpumpe betriebenen Brennkraftmaschine mit einer vorgespannten Reglerfeder arbeitende, auswirken, zu stark in nachteiliger Weise beeinflußt zwischen einem Verstellhebel und dem Reglerhebel io wird.

angeordnete Regelfederanordnung angreift, wobei Bei einem durch die FR-OS 20 54 116 bekannten Regdie Regelfederanordnung and die die drehzahlab- ler der eingangs beschriebenen Art ist eine Zugfeder mit hängige Kraft übermittelnde Vorrichtung mit Bezug ihrem einen Ende in ein erstes Verbindungsteil zwischen auf den Schwenkpunkt: des Reglerhebels auf ein und Verstellhebel und Reglerhebel und mit dem anderen derselben Seite des Reglerhebels entgegengesetzt is Ende in ein zweites Verbindungsteil zwischen Verstellwirkend an diesem angreifen und die Regelfederan- und Reglerhebel eingehängt, wobei das zweite Verbinordnung zwei Druckfedern enthält, an denen Ver- dungsteil auf den Kopf einer in das erste Verbindungsbindungsteile zum Verstellhebel und zum Reglerhe- teil eingeschraubten Schraube durch die Zugfeder gebe! jeweils an den diesen Hebeln abgewandten En- preßt wird Die Vorspannung der Feder wird dabei den angreifen, wobei die Druckfedern zwischen den 20 durch die Einschraubtiefe der Schraube bestimmt
VerbindungEieilen in Ausgangslage der Relativbe- Diese Anordnung hat den Nachteil, daß sich die Einwegung der Verbindungsteile zueinander vorge- hängpunkte der Feder verschieben können, was eine spannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß Änderung der eingestellten Vorspannung während des die Druckfedern (46, 47) in der Regelfederanord- Betriebs ergeben kann. Auch ist die Anordnung gegennung (25; 25') durch einen Kolben (45; 45') getrennt 25 über Seitenkräften und gegen Ausknicken nicht stabil, sind, der dicht in einem als erster Verbindungsteil und es kommt weiterhin im Abregelfall bei Abheben des dienenden Zylinder (31; 3Γ) mir geschlossenem Bo- zweiten Verbindungsteils vom Kopf der Schraube zu den (32) verschiebbar ist, und daß das zwischen Bo- einem Pendeln der ganzen Anordnung. Durch die vorden (32) und Kolben (45; 45') eingeschlossene Kraft- gespannte Feder kann bei dieser Anordnung zunächst Stoffvolumen über eine. Drosselbohrung (49; 49') mit 30 die Einspritzmenge durch Verstellen des Verstellhebels dem Saugraum (7) ständig verbunden ist bestimmt werden. Crst im Abregelfalle bei Überwin-

2. Drehzahlregler nach Anspruch 1. mit U-förmig dung der Vorspannung der Regelfeder durch den Fliehausgebildetem zweiten VerbindJngsteil, dadurch ge- kraftregier kommt die weiche Feder zur Wirkung, so kennzeichnet, daß der Zjünder (31') einen Anschlag daß auf diese Weise ein durch die Weichheit der Feder (43) besitzt, gegen den der Kot. en (45') durch die 35 bestimmter Ungleichförmigkeitsgrad, wie bereits voreine zwischen Boden {32) und Kolben (45') einge- stehend beschrieben, erreicht werden kann, der jedoch spannte Druckfeder (47) preßbar ist. während die wegen der Störanfälligkeit dieser Anordnung nicht im andere Druckfeder (46) zwischen dem Kolben (45') gewünschten Maße klein sein kann.

und dem in den Zylinder (31') ragenden zweiten Ver- Es ist ferner durch die US-PS 27 03.921 ein Drehzahl-

bindungsteil (40), der den Zylinder vom Boden her 40 regler bekannt bei dem durch die Einwirkung von

U-förmig umfaßt, eingespannt ist. Fliehkräften eine auf eine Achse aufgeschobene, an ei-

3. Drehzahlregler nach Anspruch 2, mit als Stanz- nem Ende verschlossene Hülse gegen die Kraft einer teil ausgebildetem zweiten Verbindungsteil, dadurch Regelfeder verschoben wird. Zur Dämpfung von gekennzeichnet, daß dieses Verbindungsteil (40) in Schwingungen besitzt diese Hülse eine Drosselöffnung, sich diametral gegenüberliegende Längsschlitze in 45 durch die bei Änderung des zwischen Achse und Hülse dem Zylinderteil, der zwischen Anschlag und offe- eingeschlossenen Volumens Kraftstoff verdrängt wird, nem Zylinderende liegt, hineinragt. Auf diese Art erhält man eine Dämpfung von auf den

4. Drehzahlregler nach Anspruch 3, dadurch ge- Regler wirkenden mechanischen Schwingungen über kennzeichnet, daß der Zylinder am bodennahen En- den gesamten Wirkungsbereich des Drehzahlreglers. Es de diametral gegenüberliegend zwei gabelförmige 50 kann jedoch mit dieser Anordnung keine gezielte, be-Führungslaschen (4t) besitzt, in die das zweite Ver- sonderen Betriebspunkten zugeordnete und an die dorbindungsteil (40) eingreift. tigen Verhältnisse angepaßte Dämpfung erreicht werden. Insbesondere kann es unerwünscht sein, im mittle-

ren Betriebsbereich eine zu große Dämpfung zu haben,

55 damit dort eine ausreichend schnelle Regelung gewährleistet bleibt.

Die Erfindung betrifft einen Drehzahlregler einer Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem eingangs be-

Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen schriebenen Drehzahlregler einer Kraftstoffeinspritznach der Gattung des Hauptanspruchs. pumpe eine Regelfederanordnung so zu entwickeln, daß

Ein solcher Drehzahlregler ist in dem älteren Patent 60 ein besonders niedriger Ungleichförmigkeitsgrad er-36 194 vorgeschlagen worden. reicht werden kann.

Um bei Einspritzpumpen, die mit Fliehkraftreglern Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die

als Drehzahlsignalgeber arbeiten, einen kleinen Un- Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst
gleichförmigkeitsgrad bei der Endabregelung zu erzie- Auf diese Weise wird vorteilhaft nur eine der beiden

len, müssen als Reglerfedern weiche Federn verwendet 65 Regelfedern und der dieser Feder zugeordnete Regelwerden, die vorgespannt sein können, oder eine Kombi- bereich durch Drosselung zusätzlich gedämpft, so daß nation aus mehreren Federn mit einer weichen vorge- diese Feder mit einem größerem Weichheitsgrad ausspannten Feder vorgesehen werden. Die Grenze des führbar ist, als das ohne Dämpfung noch vertretbar