DE1183311B

DE1183311B - Regulating device for the injection quantity of mixture-compressing internal combustion engines that responds to the air temperature and the coolant temperature

Info

Publication number: DE1183311B
Application number: DED36497A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Groezinger
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1961-07-06
Filing date: 1961-07-06
Publication date: 1964-12-10

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.Control device that responds to the air temperature and the cooling water temperature for the injection quantity of mixture-compressing internal combustion engines Die Invention relates to air temperature and cooling water temperature Responsive control device for the injection quantity of mixture-compressing internal combustion engines. Such control devices are known, e.g. B. in the form that one on the air temperature and a thermostat responsive to the coolant temperature on the governor linkage acts or z. B. that a single thermostat from both the air and the cooling water is applied. Furthermore, a control device is known which acts on the air temperature responds and one consisting of sensor, transmission line, encoder and one in this System enclosed expansion fluid existing engine temperature signaling device is available, in which the encoder the temperature-related expansion of the liquid converted into mechanical movement of the governor linkage.

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.The invention is based on the object, regardless of the Fluctuations in the outside temperature or the machine temperature during operation to keep the machine at approximately the same temperature at all times, without the function of the encoder when the machine is cold.

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.According to the invention, for one on the air temperature and the cooling water temperature appealing control device proposed that when using one in itself known way from sensor, transmission line and encoder and one in this system enclosed expansion fluid existing air temperature reporting device of the the temperature expansion of the liquid in mechanical movement of the governor linkage converting encoder is tempered by the cooling water of the internal combustion engine.

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.Here, the arrangement can be made in detail so that the Encoder in at least one in the vicinity of the encoder with a cooling water jacket provided controller housing is housed. The one filled with the expansion fluid The temperature of the encoder is therefore controlled by the cooling water, i. i.e., it is under an equal or proportional temperature like the cooling water.

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.This achieves the following: In normal, operating temperature the machine has the encoder regardless of fluctuations in the outside temperature and in the machine temperature always at least approximately the temperature of the cooling water, and when starting up the cold machine, the encoder is cooler than in normal operation. With regard to the injection quantity, this means that it is exactly the same in normal operation the charge air temperature fluctuations recorded by the sensor is controlled, since the constant sensor temperature no falsifications due to different thermal expansions of the transmission fluid inside the encoder. On the other hand, when the machine is cold is in addition to the expansion of the transmission fluid, which is dependent on the air temperature at the sensor an influence is achieved in the encoder, which leads to a larger injection quantity affects. This is cheap because when the machine is cold, there are also cold walls suction lines and combustion chamber to compensate for condensation losses and the worse evaporation, more should be injected than with a warm machine. One can therefore under certain circumstances have a separate influence on the cooling water temperature waive the regulation.

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.It should also be mentioned in this context that one can solve the problem the air weight sensing element on an injection pump regulator to prevent falsification To protect the effect of the engine heat, has been solved by the fact that the sensing element artificially heated (by the combustion air heated by a charging fan), so that the temperature difference to the engine was so small that no noteworthy Temperature transition took place more.

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.If you use a system in the implementation of the invention which is provided with a sensor that responds directly to the cooling water temperature is, then with a view to a simple management of the used for the regulation Cooling water (partial) flow to: recommend that the cooling water temperature sensor applied cooling water flow. also in the vicinity of the air temperature sensor is led. A tightly built regulator with short cooling water pipes is given if the cooling water temperature sensor and the air temperature sensor are connected in series.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

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.In the controller housing 1 of the mixture-compressing internal combustion engine 2 are the height socket 3, the air temperature sensor 4 and the cooling water temperature sensor 5 housed. The air temperature sensor 6 is located in the suction line 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.The air temperature sensor 6 consists of a helically wound tube 8 which is supported by a holding rod 10 fastened to the foot 9 of the air temperature sensor. The foot 9 is fastened to the suction line 7 by a union nut 11. The tube 8 is connected to a line 12 which leads to the temperature transmitter 4. This consists essentially of a rigid housing 13, a foot part 14, a membrane 15 and a transmission pin 16 attached to this. In the tube 8 and the line 12 there is a liquid which also the interior space 18 between the housing 13 and the Fills membrane 15 completely, since it is connected to line 12 via bores 17. When the air temperature in the suction tube 7 rises, the liquid in the tube 8 expands, with the result that the membrane 15 is compressed and the transmission pin 16 is moved downwards. This movement is transmitted via a lever 20 pivotably mounted on a bolt 19 in the regulator housing against the force of a compression spring 21 to the adjustment mechanism 22 for the regulating element of the injection pump in the sense of reducing the injection quantity.

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.Height socket 3 also acts on the same mechanism Altitude, i.e. at lower pressure, it expands, which is also a swiveling of the lever 20 downwards.

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.The housing 13 of the air temperature sensor 4 can be displaced in a bore 23 of the controller housing 1. In the controller housing there is a water jacket 24 around the temperature sensor 4 , through which the cooling water of the internal combustion engine, which enters at 25 and exits at 26, is flushed. The cooling water flows through beforehand, entering at 27 and exiting at 28; the water temperature sensor 5. The cooling water flow mentioned above is branched off at 29 from the cylinder head of the internal combustion engine 2 and, after exiting the housing part surrounding the air temperature sensor 4, is fed back to the main cooling circuit of the internal combustion engine upstream of the cooling water pump 30.

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.The water temperature sensor 5 moves a pin 31, which in turn pushes a slide 32 downward when the temperature rises. This slide 32 transmits the movement or force to the housing 13 of the air temperature sensor 4 via a resilient linkage, formed by the spring 42 . The resilient linkage consists of a screw pin 35 which is provided with two nuts 33 and 34 and which carries a stop washer 36 and 37 above the two nuts 33 and 34. The stop disk 36 is supported by a ring 38 on the slide 32 and the stop disk 37 is supported by a ring 39 on the controller housing 1 . The slide 32 controls an air line that comes from the air filter at 40 and leads at 41 to the intake manifold of the internal combustion engine. To illustrate the mode of operation of the device, the processes from starting the cold machine to normal operation are to be considered: The cooling water is still cold, the pin 31 has a high position, and the slide 32 is also in an upper position, so that the passage of additional air through lines 40 and 41 to the cylinders of the internal combustion engine is open. This additional air quantity also corresponds to an injection quantity which is larger than in normal operation, since not only the slide 32, but also the air temperature sensor 4 and the lever 20 are raised by the spring 21. When the cooling water is heated, the pin 31 constantly moves downwards. The slide 32 must follow and also takes the transmission screw 35 with it via the spring 42 and the stop disk 36. This transfers the movement to the air temperature sensor 4, which in turn slowly swivels the lever 20 downwards and thereby reduces the injection quantity. The larger injection quantity required when the machine is cold and, in some cases, a larger amount of air, is continuously reduced until the normal operating state is reached at a cooling water temperature of around 70 ° C.

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.The air temperature sensor 4 having a transfer in the process not only as rigid transmission member of the water temperature sensor 5 commands to the push rod lever 20, but also in the sense of a downward movement of the lever 20 knitted. As a result of the cooling water in the water jacket 24, which is getting warmer and warmer, the liquid in the space 18 has expanded and the pin 16 has also moved downwards relative to the housing 13. The air temperature sensor 4 has thus supported the work of the water temperature sensor 5, so that it can be made correspondingly smaller.

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.In normal operation, the water temperature can also rise above 70 ° C: An influence on the injection quantity would then be undesirable, since already at 70 ° C all difficulties due to too cold machine, e.g. B. condensation losses are overcome. It is ensured that further downward movements of the pin 31 and the slide 32 are no longer transmitted to the screw 35. At 70 ° C. the nut 33 is in contact with the stop washer 37, and at a higher temperature, ie when the slide 32 goes down further; only the spring 42 is tensioned.

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.In normal operation, ie at cooling water temperatures of 70 ° C. (or more), the lever 20, apart from the influence of the air pressure via the height socket 3, is only adjusted when the air temperature in the intake manifold 7 changes. An adjustment independent of the air temperature sensor 6 as a result of additional expansion or contraction of the liquid in the space 18 is excluded in the system, since the cooling water in the water jacket 24 ensures that the temperature of the air temperature sensor 4 always remains at least approximately constant.

Claims

Claims: 1. On the air temperature and the cooling water temperature Responsive control device for the injection quantity of mixture-compressing internal combustion engines, through this characterized that when using a known per se from sensor, Transmission line and encoder and an expansion fluid enclosed in this system existing air temperature reporting device of the temperature expansion of the liquid Encoder converting mechanical movement of the controller linkage through the cooling water the internal combustion engine is tempered.

2. Control device according to claim 1, characterized characterized in that the encoder is in at least one in the vicinity of the encoder is housed with a cooling water jacket provided regulator housing.

3. Control device according to claim 1 or 2, wherein a directly responsive to the cooling water temperature Sensor is provided, characterized in that the cooling water temperature sensor acting cooling water flow is also conducted in the vicinity of the air temperature sensor is.

4. Control device according to claim 3, characterized in that the cooling water temperature sensor and the air temperature sensor connected in series in a manner known per se are. Considered publications: German patent specifications No. 709 064, 946 932, 1040 316; U.S. Patent No. 2,897,808; MTZ (Motor Technology Journal), 1959, pages 10, 11 and picture 4.