DE2918677A1

DE2918677A1 - Brennstoff-bemesseinrichtung fuer dieselmotoren

Info

Publication number: DE2918677A1
Application number: DE19792918677
Authority: DE
Inventors: Ruben Hadekel; Edgar Phillips Peregrine; Hertfordshire Royston; Alexander Walter Swales
Original assignee: Trico Ltd
Current assignee: Trico Ltd
Priority date: 1978-05-10
Filing date: 1979-05-07
Publication date: 1979-11-22
Also published as: US4261308A; NL7903695A; FR2425547A1; SE7904013L

Description

Dr.-Ingo Holzhaus er

Diplo- Met» Goldbach 605 Offenbach a.M.

Biple- Ingo Schieferdecker Herrnstr,

Patentanwälte

Trico-Folberth Ltd»
Brentford, Middlesex, England

Brennstoff-Bemeßeinrichtung für Dieselmotoren

Die neue Brennstoff-Bemeßeinrichtung für Dieselmotoren umfaßt eine Brennstoffpumpe mit einer Brennstoff-Bemessung und einem Brennstoff-Überschußglied. Ein umkehrbarer Elektromotor treibt einen Drehteil, der mit diesen beiden Teilen zusammenarbeitete Der Antrieb kann einen Schalter für "Stillstand" und "Lauf" steuern» Sin hitz empfindlich er Schalter an dem Eotor spricht auf "kalt" oder "heiß" an. Ein Steuerkreis läßt den Motor in kaltem Zustand mit automatischer, augenblicklicher Betätigung des Brennstoff-Überschußgliedes an_o

Es besteht sin zunehmende Efeigung zur Verwendung von Dieselmotoren als Kraftantrieben in kleineren Motorfahrzeugen, besonders in 3-eiehtererj. Lieferwagen. Solche Fahrzeuge können häufig von Leuten gefahren werden, die noch keine Erfahrung mit Dieselmotoren haben; aas ist öfters bei Mietwagen der !Falle In diesem Falle ist es wünschenswert, dafl der .Fahrer mit Steuerungen zu tun bekommt, die sich nicht augenfällig von den bekannten Steuerungen eines Fahrseugs mit Benzinmotor unterscheiden»

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit Brennstoffsteuerungen für Dieselirotore, welche im Hinblick auf diese Yorauseetzungen konstruiert «and, wenn auch die Brennstoißf-Bemeßeinrichtungen gemäß der 3r:^rindiir £ "Öfter· allen umständen verwendet werden können.

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BAD ORIGINAL

Eine erfindungsgemäße Brennstoff-Bemeßeinrichtung urafaßt:

a) eine Brennstoffsteuerung, die zwischen "Lauf-" und "Halfst ellungen beweglich ist,

b) ein Brennstoff-Überschußglied, das zwischen den Stellungen "normal" und "Überschuß" beweglich ist,

c) einen Drehteil, der zwischen "Halt"-, "Lauf"- und "Kaltanlaß¹¹- " Stellungen beweglich ist und mit der Brennstogfsteuerung und dem Brennstoff-Überschußglied zusammenarbeitet, um folgende Stellungen einzunehmen:

Drehteil Brennstoffbemessung Brennstoffüberschuß—

glied

A) Halt Halt

B) lauf lauf normal

0) Kaltanlauf Lauf Überschuß

d) einen Umkehrmotor in Antriebsverbindung mit dem Drehteil,

e) eine Antriebssteuerung, die unter Halt- und Laufbedingunhen zu betätigen ist,

f) eine auf die Motortemperatur ansprechende Einrichtung, ^ie unter "kalten" und "warmen" Bedingungen arbeiten kann,

g) eine auf die Stellung des Drehteils ansprechende Detektoreinrichtung und

h) eine Schaltung, welche die Antriebssteuerung, die auf die Motortemperatur ansprechende Einrichtung, die Detektoreinrichtung und den Motor verbindet, wodurch die Antriebssteu-

D) erung "bei "Lauf" und die auf die Kotortemperatur ansprechende Einrichtung bei "warm" den Drehteil die "Laufstellung" annehmen lassen,

E) die Antriebssteuerung bei "Lauf" und die auf die Motortenperatur ansprechende Einrichtung bei "kalt" den Drehteil die "KaltanalaufSteilung " und danach automatisch die "Laufstellung" annehmen lassen

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F) und die Antriebssteuerung in der Haltestellung den DrJahteil die Haltestellung annehmen läßt»

Vorzugsweise ist der umkehrbare Motor ein Elektromotor und die Schaltung deshalb ein elektrischer Stromkreis, die Anlaßsteuerung ein Schalter neben dem Lenkrad und die auf die Motortemperatur ansprechende Einrichtung ein temperaturempfindlicher Schalter an einer geeigneten Stelle des Motors, beispielsweise im Kühlmantel. Der Antriebssteuerschalter kann tatsächlich durch Drehen eines Schloßzylinders mittels eines Schlüssels in üblicher Weise'betätigt werden, wobei dieser Zylinder auch ein Steuersäulenschloß und eine Steuerung für einen Anlasser betätigt.

Die Brennstoffmeßeinrichtung kann eine Abwandlung eines "Halthebels" an einer üblichen Brennstoffpumpe bilden. Das BrennstoiSfÜberschußglied kann ein vorhandener Teil einer üblichen Brennstoffpumpe sein» Der Drehteil und der Motor können zusammen mit einem geeigneten Untersetzungsgetriebe in einem Hilfsgehäuse untergebracht sein, das an einem üblichen Brennstoffpumpengehäuse angeschraubt ist»

Die Stromkreisteile können in einem Bauteil in geeigneter Lage im Fahrzeug angeordnet und über eine Leitung mit dem Hilfsgehäuse, dem Steuerschalter für den Drehteil und dem temperaturempfindlichen Schalter am Motor verbunden sein.

Bei dieser bevorzugten elektrischen Anlage kann der Detektor aus einer Anzahl von G-renzsehaltern bestehen, weiche durch Nocken betätigt werden, die von dem Drehteil getragen werden» Diese G-renzs ehalt er sitzen in dem Hilfsgehäuse₀

Die beigefügte Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und eine mögliche Schaltungo

In der Zeichnung ist

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BAD ORIGINAL

Figo 1 eine perspektivische Seitenansicht einer bekannten Brennstoffeinspritzpumpe ,

Fig. 2 eine Teil-Endansicht, gesehen in Richtung des Pfeils II in Fig„ 1, wobei Teile von dem Ende entfernt sind,

Fig. 3 eine Ansicht in Mchtung des Pfeils III in Fig. 2 mit Wiedergabe des Umrisses der Hilfsausrüstung, die der Pumpe der Figo 1 und 2 zugegeben werden kann,

Pig» 4 eine Ansicht in dichtung des Pfeils IV in *ig. 3,

Fig. 5 ein dchaltdiagramm in Verbindung mit der Hilfsausrüstung der Fig» 3 und 4,

Figo 6 eine Ansicht der elektrischen Kontakte an der Leitung Vi-VI in Fig. 4,

Fig. 7 eine Ansicht in dichtung des Pfeils VII in Fig. 6, Fig. 8 eine Teilansicht in ^xCichtung des Pfeils VIII in Fig. 7 und Figa 9 ein Schaltungsdiagramm anstelle der ^Jig<. 5.

Die in U¹Ig. 1 wiedergegebene Pumpe isteine übliche Brennstoff-Einspritzpumpe für einen Vierzylinder-Dieselmotor. Es ist eine Pumpe, die von der CAV Limited in London, Englland, unter der Bezeichnung "Minimec" hergestellt wird. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung sind die einzigen wichtigen Teile der Pumpe die Außensteuerungen» Diese sind

ein Hebel 100 , der mit einem "Gaspedal" verbunden ist und dazu dient, die Motordrehzahl zusammen mit einem Regler im Teil 102 des Pumpengehäuses zu steuern,

ein Hebel 104, der im Uhrzeigersinn auf einem Bogen geschwenkt werden kann, um den Motor anzuhalten,

eine Kappe 65, die nach unten gedrückt werden kann, um die Brennstoffzufuhr beim Anlassen dexs kalten Motors zu vergrößern.

An der Seite des Pumpengehäuses sitzt ein Flansch 108, der Halteschrauben für den Hebel 100 trägt»

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Bei der Aueführung der vorliegenden Erfindung wird die in Fig» 1 gezeigte Pumpe durch geringe Abwandlungen zusammen mit dem Anfügen der Hilfseinrichtung, die nachstehend beschrieben ist, geändert«

Die geringfügigen Abwandlungen sind in Fig. 2 gezeigt:

Der Hebel 104 ist entfallen, und geblieben ist ein genutetes Ende 106 einer Hohlwelle 109ο

Der Hebel 100 ist vom linken Snde der Welle 110 entfernt und statt dessen bei 10Oa an das rechte -^nde der Welle 110 gesetzt» Die Anschlagsc-hrauben sind vom Plansch 108 entfernt, der damit frei zur Aufnahme der SiIfSeinrichtung ist.

Die funktion der normalen Steuerungen wird kurz unter Bezugnahme auf Pig. 2 erläutert:

Die Drehung der Welle 110 durch den Hebel 100 dient in Verbindung mit einem Zentrifugalregulator, der von einer vom Motor angetriebenen Pumpenwelle 112 gedreht wird, dazu, die Stellung einer Steuerstange 114 zu verändern» Diese Steuerstange 114 bewegt ^rj^3ch in Längsrichtung, dahoiii die Ebene der Pig» 2 und aus ihr heraus. Die Bewegung aus der Ebene vergrößert die Brennstoffzufuhr zu jedem Motorzylinder bei jedem Arbeitshub, während die Bewegung in die Ebene die Brennstoffzufuhr verringert.

Um einen Austritt von Qualm beim normalen Lauf zu verhindern, wird das Brennstoffmaximum durch den Eingriff einer Konsole 116 in die Steuerstange 114 mit einer Halteplatte 118 begrenzt, die von einer Stange 120 getragen wird. ¥ird der Motor im Kaltanlauf angelassen, wird die Stange 120 nach rechts durch den Druck auf die Haube 65 am linken i<nde geschoben, und das bringt die Halteplatte 118 außer Eingriff mit der Konsole 116„ Infolgedessen kann sich die Steuerstange 114 aus der Ebene der Pig. 2 bewegen, wodurch beim Anlassen des Moeine Brennstoff-anreicherung erfolgt»

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Die Stange 120 wird von einer Feder 122 zurückgezogen, wenn der Motor läuft.

Die Hohlwelle 109 trägt eine Platte 124* Wenn der Hebel 104 in der äußersten Stellung im G-egenuhrzeigersinn ist (wie in !"ig. 1 gezeigt), beeinträchtigt die Platte 124 die Bewegungen der Konsole 116 nicht» Wird dagegen der Hebel 104 im Uhrzeigersinn um etwa 80° gedreht, so dreht die Hohlwelle 109 die Platte 124 so, daß ein Ansatz an der Platte 123 die Konsole 116 in die ^bene der I¹Xg₀ 2 so weit schiebt, daß die Steuerstange 114 eine äußerste Stellung erreicht, in der die Brennstoffzufuhr zu den Motorzylindern vollständig unterbrochen wird, und der Motor bleibt stehen.

Die in Figo 3 -und 4 gezeigte Hilfseinrichtung liegt an dem Oberteil 50 des Gehäuses der Brennstoffeinspritzpumpe und ist an den Plansch

108 angeschraubtο

Bin elektrischer Umkehrmotor 51 (Fig· 4) treibt das Hauptritzel 52 eines dreistufigen epizyklischen Untersetzungsgetriebe. Das Abtriebsrad 53 treibt ein Zahnrad 58 an, das an einer kurzen Welle 59 gelagert ist«

Bin Hebel 10 ist an dem genuteten Ende 106 (Pig» 2) einer Hohlwelle

109 befestigte Dieser Hebel 10 kann zwischen zwei äußersten Stellungen, die in ^ig„ 3 gezeigt sind, nämlich der "Laufstellung" in ausgezogenen Linien und der "Haltstellung) in gestrichelten Linien hin- und herschwingen. In dem Hebel befindet sich ein Schlitz 17, der mit einem Stift 15 zusammenarbeitet, welcher von dem Zahnrad 58 vorsteht.

Wie eingehender nachstehend beschrieben wird, dreht der Motor 51, wenn der Motor angehalten werden soll, den Stift in eine Haltstellung 15A. Soll der Motor laufen, dreht der Motor 51 den Stift in die "Laufstellung" 15B.

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Der Stigt 15 dient auch mittelbar dazu, die Stange 120 zu betätigen, wenn ein Brennst off Überschuß für ein kaltes Anlassen beötigt wird,, Zu diesem Zweck tragen Stützarme 61 an einem Mantel 60 einen Schwenkhebel 63 (in Fig» 4 sind diese Teile von einer Linie 4 - 4 in Figo gesehen). Ein ^nde des Hebels 63 trägt eine Rolle 64, während das andere Ende mit der Kappe 65 an der Stange 120 zusammenwirkte Pur einen kalten Start bewegt der Motor 51 zeitweilig den Stift in die "Kaltstart"-Stellung 150, was den Hebel 63 im Gegenuhrzeigersinn in Fig„ 3 schwingen und damit die Stange 120 nach rechts verschieben läßt (Figo 2 und 4)=

Die Arbeitsweise des Motors 51 wird durch den in Figo 5 gezeigten Stromkreis gesteuert. Dieser Stromkreis enthält Grenzschalter, die durch vom Zahnrad 58 getragene Hocken betätigt werden, wie schematisch in Figo 6, 7 und 8 gezeigt ist« Fig. 6 zeigt die allgemeine Anordnung von Kontaktmessern. Figo 7 zeigt die Lage der Nocken 70 am Zahnrad 58, die mit ITockenrädern 69 an beweglichen Kontakten zusammenwirken. Fig. 8 veranschaulicht, daß Nocken für verschiedene Schalter etwas radial versetzt sind (doch besagt diese Abbildung nicht, wie die genaue winklige Lage der Hocken zueinander ist, was aus der folgenden funktioneilen Beschreibung hervorgeht_β

Die einzigen von außen gesteuerten Elemente des Stromkreises in Fig. 5 sind

Ein Schalter 34, der eine Antriebssteuerung darstellt. Dieser ist für eine "Halt"-Lage offen und für eine "Lauf-Lage geschlossen. Er ist in der Nähe des Lenkrades angebracht.

Schalter 42 ist in Wirklichkeit ein temperaturempfindlicher Schalter, der an einer geeigneten Stelle am Motor, zum Beispiel am Kühlmantel, angebracht ist„ Dieser Schalter 42 ist in der "Heiß"-Stellung offen und in der "Kalt"-Stellung geschlossen.

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Die Schalter sind für den stillgesetzten Motor gezeichnet. In diesem Fall ist in Pig. 3 der Stift in der Stellung 15A und der Hebel 10 in der gestrichelten Stellung» TJm den Motor anzulassen, schließt der Fahrer den Schalter 34 und erregt dadurch ein Relais 33· Das schaltet die Eontakte 31 und 32 um und läßt auf diese Weise den Motor 30 in der ^Äichtung laufen, die das Zahnrad 58 im Uhrzeigersinn, in Fig. 3 antreibt, wodurch der Stift 15 zu einer Bewegung im Uhrzeigersinn veranlaßt wird.

Angenommen, daß der Motor heiß ist, so daß der Schalter 42 geöffnet ist, wird der Motor anhalten, wenn der der Stift die "Laufstellung" 15B erreicht» Dieses Anhalten wird durch ein Umschalten des Schalters 38 durch einen Nocken 39 bewirkt« Dieses Umschalten schließt den Motor kurz und hält ihn schnall an. Wenn jedoch der Motor weiter läuft, dann schaltet der Nocken 39 auch einen Grenzschalter 40 um, der das Rad 58 im öegenuhrzeugersinn laufen läßt, um den Stift in die richtige "Lauf-Stellung 15B zurückzubringen.

Ist jedoch der Motor kalt, brauch der Fahrer nichts Besonderes zu tun; der temperaturempfindliche Schalter 42 wird geschlossen, und das mit dem folgenden Ergebnis.

Sobald sich das Zahnrad 58 aus der "Halt"-Stellung bewegt, schaltet ein Nocken 35a die Kontakte 35 um und daraufhin wird ein Relais 41 erregt. Die Wirkung ist ein Umschalten der Kontakte 36 And 37 und auch das Schließen eines Kontaktes 43, der ein selbst haltender Eontakt ist β Nachdem das Zahnrad 58 einen Teil des Weges zur "Lauf-Stellung zurückgelegt hat, öffnet ein Nocken 44a einen Kontakt 44_t so daß das Relais 41 nur über den Haltekontakt 43 erregt bleibt.

Das Umschalten der Kontakte 36 und 37 bedeutet, daß die Stellungsschalter 38 und 40 überbrückt werden, und der Motor 30 läuft weiter im Uhrzeigersinn, bis der Stift die "Kaltstarf'-Stellung 150 erreicht.Daraufhin wird ein Kontakt 45 von einem Nocken 45a geöff-

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net. Der Stift "bleibt nur kurz in der "Kaltstarf-Stellung 15C, weil das Öffnen des Koniaktes 45 das Relais 41 freigibt, so daß die Eontakte 36 und 37 in die gezeichnete Lage zurückkehren<> Daraufhin läuft das Rad 58 im G-egenuhrzeigersinn, bis der Stift die "Lauf-Stellung 15B erreicht«

Eine Diode 46 ist vorgesehen, um einen Schaden durch einen Kurzschluß zu -verhindern, wenn der unwahrscheinliche Fall eintreten sollte, daß der Kontakt 35 sich in der gezeichneten Stellung befindet, wenn die Kontakte 42 und 43 beide geschlossen sind.

Wenn der Antrieb den Antriebssteuerschalter 34 öffnet, wird des Relais 33 freigegeben und kehren die Kontakte 31 und 32 in die in Fig_e 5 gezeigte Stellung zurück_o Demzufolge läuft das Rad im G-egenuhrzeigersinn, um den Stigt 15 in die "Halte"-Stellung 15A zurückzubringenβ Wenn diese Stellung erreicht ist, bringt der Nocken 35a den Kontakt 35 in die gezeigte Stellung zurück. Das hat die Wirkung eines Kurzsehließens des Motors 3&, so daß er schnell anhält»

Fig. 9 zeigt eine abgeänderte Schaltung, welche die folgende Vfirkung zeitigt. Wird der Kotor angehalten und ist er heiß, dann läßt eine Bewegung der Antriebssteuerung in die "Lauf"-Stelung den Stift im Uhrzeigersinn aus der "Halt "-3tellung 1 5A in die "Lauf-Stellung 15B (Fig* 3) gelangen. ¥ird der Motor ankgeahlten und ist er kalt, dann läßt eine Betätigung der Antriebssteuerung in die "Lauf-Stellung den Stift sich im G-egenuhrzeigersinn aus der "Halt"-Stellung 15A über die "Kaltstart"-Stellung 150 in die "Lauf-Stellung 15B bewegen. Eine nachfolgende Betätigung der Antriebssteuerung in den "Halt" läßt den Stift sich im G-egenuhrzeigersinn von 15B nach 15A gelangen.

Figo 9 zeigt den Zustand, wenn der Motor angehalten und heiß ist» Ein Schließen des Antriebssteuerschalters 34 erregt das Relais 33, das die Kontakte 31 und 32 umschaltet _o Danach läuft das Rad 58 im

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Uhrzeigersinn., bis es durch die Nockenbetätigung des Kontakts 38 und auch des Kontakts 40 angehalten wircL wenn der Motor über sein Ziel hinausgelaufen ist«

Wenn jedoch der Motor heiß ist, wird ®er Schalter 42 geschlossen, und das Schließeil des Antriebssteuerschalters 34 hat die zusätzliche Wirkung der Erregung de« Relais 41 ο Das schaltet die Eontakte 48 und 49 um, und infolgedessen fän^t das Rad 58 an, im 3-egenuhrzeigersinn zu lauferuDer Motor läuft weiter, wenn der Stift durch die "Kaltstart-Stellung" 150 hindurchgeht, und der Motor wird angehalten, wenn der Stift 15B erreicht, indem Nocken nötigenfalls die Kontakte 38 und 4C umschalten.,

Wird der Schalter 34 geöffnet, wird das Relais aberregt und die Kontakte gehen in die gezeichnete Stellung zurücke Infolgedessen läuft das Rad im G-egenuhrzeigersinn, bis der Stift die "Halt"-3tellung 15A erreicht,» In dieser Stellung schaltet ein Hocken einen Xontakt 35 um, um einen Kurzschluß des Motors herbeizuführen. Läuft der Motor zu weit, wird ein Kontakt 47 von einem Nocken umgeschaltet und verursacht den Rücklauf des Motors_o

Obgleich das erwähnte Ausführungsbeihspiel die Verwendung eines Getriebemotors beinhaltet, ist die Erfindung nicht auf diese besondere Motorform beschränkt: Jeder geeignete Motor, dessen Abtrieb umgekehrt werden kann, ZoB_o ein hydraulischer Umkehrmotor, kann verwendet werden«

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Leerseite

Claims

Ansprüche

( 1 «^Brennstoffbemessungsanlage mit

a) einer Brennstoffsteuerung, die zwischen "Lauf-" und "Halt-"Stellungen beweglich ist,

b) einem. Brennstoff-Überschußglied, das zwischen den Stellungen "normal" und "Überschuß" "beweglich ist,

c) einem zwischen "Halt"-, "Lauf"- und =üKaltanlaß"-St eilungen beweglichen Drehtail, der mit der Brennstoffsteuerung und dem Brennstoffübersehußglied zusammenarbeitet, um sie die foldenen Stellungen einnehmen zu lassen:

Drehteil Brennstoffbemessung Brennstoffüberschußglied

A) Halt Halt

B) Lauf ' Lauf normal

C) Kaltanlauf Lauf Überschuß

d) einem Umkehrmotor (51) in Antriebsverbindung mit dem Drehteil

e) einer Antriebssteuerung (34), die unter "Halt-" und "Lauf-" Bedingungen zu betätigen ist,

f) einer auf die Motortemperatur ansprechenden Einrichtung (42), die "Kalt"- und ^Heiß"- Stellungen einnehmen kann,

g) einer auf die Stellung des Drehteils ansprechenden Detektoreinrichtung und

h) einer Schaltung, welche die Antriebssteuerung (34), die auf die Motortemperatur ansprechende Einrichtung (42), die Detektoreinrichtung und den Motor (51) verbindet, wodurch

D) die Laufstellung der Antriebssteuerung und die "Heiß"-8tellung der auf die Motortemperatur ansprechenden Einrichtung den Drehteil die "Lauf-Stellung einnehmen lassen,

Ξ) die Laufstellung der Antriebssteuerung und die "Kalt"-Stellung der auf die Motortemperatur ansprechenden Einrichtung den Drehteil die "Kaltanlaß"-3tellung und danach automatisch die "Lauf"-

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ORIGINAL INSPECTED

stellung einnehmen, lassen, und

P) die Haltstellung der Antriebssteuerung den Drehteil die "Halfst ellung einnehmen läßt·
2. Brennstoffbemessungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlehrmotor (51) ein Elektromotor ist, die Schaltung elektrisch ist und die auf die Motortemperatur ansprechende Einrichtung ein temperaturempfindlicher Schalter (42) ist.
3. Brennstofflaemessungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung aus einer Anzahl Grenzsehalter besteht, die durch von dem Drehteil getragene Nocken betätigt werden.
4. Bin Motorfahrzeug mit einem Dieselmotor als Kraftantrieb in Verbindung mit einer Brennstoffbemessungsanlage nach Anspruch 2, dadturoh gekennzeichnet, daß die Steuerung ein neben dem lenkrad angeordneter Schalter und die auf die Motortemperatur ansprechende Einrichtung ein temperaturempfindlicher Schalter ist, der an einer geeigneten Stelle des Motors angebracht ist.

5β Motorfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Motor eine Brennstoffpumpe vsx'bunden ist, deren Steuerung ein abgeänderter Halthebel der Pumpe ist und das BrennstüffüberschuS-glied einen Teil der Brennstoffpumpe bildet, wobei der Drehteil und der Umkehrmotor (51) in dem Hilfsgehäuse untergebracht sind, das an dem Pumpengehäuse angebracht ist_a

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