DE2227080A1

DE2227080A1 - Fuel control device for an injection arrangement

Info

Publication number: DE2227080A1
Application number: DE19722227080
Authority: DE
Inventors: Eugene Melroy Tustin Calif. Crowe (V.St.A.)
Original assignee: Crowe, Eugene Melroy, Tustin, Calif.; Salyer, Ralph, Hammond, Ind.; (V.StA.)
Priority date: 1971-06-07
Filing date: 1972-06-03
Publication date: 1972-12-28
Also published as: CA961361A; FR2141255A5; JPS515137B1; GB1380435A

Description

Dr.-lng. E. BERKEMFELD · Dip!.-Ing. H. 3ERKENFELD, Patentanwälte, KölnDr.-lng. E. BERKEMFELD · Dip! .- Ing. H. 3ERKENFELD, patent attorneys, Cologne Anlage AktenzeichenAttachment file number

zur Eingabe vom J)Q. Mal 1972 vA. Name d. Anm. l) Eugene Melroy Croweto enter J) Q. Times 1972 vA. Name d. Note l) Eugene Melroy Crowe

2) Ralph Salyer2) Ralph Salyer

Fuel control device for an injection arrangement

Die Erfindung betrifft eine Treibstoff-Regeleinrichtung für eine Einspritzanordnung. Sie betrifft eine Regeleinrichtung zur automatischen Regelung des Treibstoff-Luftgemisches in einer Treibstoffeinspritzanordnung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Stellung eines einstellbaren hin- und herbeweglichen Anschlags in einer Treibstoffverteilereinrichtung, wie diese in einer Einspritzanordnung bei Verbrennungskraftmaschinen verwendet wird.The invention relates to a fuel control device for a Injection arrangement. It relates to a control device for the automatic control of the fuel-air mixture in a fuel injection arrangement. In particular, the invention relates to a device for automatically regulating the position of an adjustable reciprocating stop in a fuel distribution device, how this is used in an injection arrangement in internal combustion engines.

Einspritzanordnungen werden bei Verbrennungskraftmaschinen sowohl für übliche Kraftfahrzeuge als auch für Rennwagen verwendet. Im Vergleich mit Vergasermotoren haben Einspritzmotore den Vorteil eines geringeren Treibstoffverbrauchs bei gleicher Leistung oder, umgekehrt, einer erhöhten Leistung bei gleichem Verbrauch. Zusätzlich haben Einspritzmotore bei richtiger Einstellung den Vorteil, daß ihre Auspuffgase reiner sind. Bei Rennwagen werden Einspritzmotore selbstvaständlich zum Verbessern der Leistung verwendet. Zum Erhöhen der Leistung verwendet man bei Rennwagen auch Turbolader oder Überverdichter, wobei die dem Lufteinlaß des Motors zugeführte Luft verdichtet wird. Bei einer häufig verwendeten Einspitzanordnung, die auch Lucas-System genannt wird, wird eine Treibstoff-Zumeß- oder -Verteilereinrichtung verwendet, die Treibstoff mit einem konstanten Druck empfängt (zum Beispiel 7,03 kg/cm ) und den Treibstoff den Einspritzdüsen zuführt. Zu dieser Zumeß- und Verteilereinrichtung gehört ein hin- und herbeweglicher Stößel, der zusammen mit einem Rotor und geeigneten Einlaß- und Auslaßöffnungen jedem Motor eine einzuspritzende Treibstoffmenge zuführt, deren Beitrag von der Axialstellung des Stößels abhängt. Die Axialstellung bzw. Axialverschiebung dieses Stößels hängt von einem einstellbaren Anschlag ab. Die Lage dieses An-Injection assemblies are used in internal combustion engines for both conventional automobiles and racing cars. in the Compared to carburetor engines, injection engines have the advantage of lower fuel consumption with the same power or, conversely, an increased performance with the same consumption. In addition, when properly adjusted, injection engines have the advantage of that their exhaust gases are cleaner. In racing cars, of course, injection engines are used to improve performance. In order to increase the performance, a turbocharger or supercharger is also used in racing cars, whereby these are connected to the air intake of the engine supplied air is compressed. With a frequently used single-point arrangement, Also known as the Lucas system, a fuel metering or distributor device is used, the fuel receives at a constant pressure (for example 7.03 kg / cm) and feeds the fuel to the injectors. To this Metering and distribution device includes a reciprocating tappet which, together with a rotor and suitable inlet and exhaust ports of each engine, an amount of fuel to be injected supplies, the contribution of which depends on the axial position of the plunger. The axial position or axial displacement of this ram depends on an adjustable stop. The location of this

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Schlages wird ihrerseits durch eine Vorrichtung bestimmt, die den Anschlag nach Maßgabe von Änderungen in der Stellung des Gashebels verstellt. Die US-PS 2.807.252, 3.452.729, 3-487.821 und 3.491.738 geben Beispiele für Treibstoff-Einspritzanordnungen, bei denen der Treibstoffverteiler einen hin- und herbeweglichen Stößel verwendet, einen Anschlag für diesen Stößel und Einrichtungen zum Einstellen dieses Anschlages.Beat is in turn determined by a device that the Stop adjusted according to changes in the position of the throttle lever. U.S. Patents 2,807,252, 3,452,729, 3-487,821, and 3,491,738 give examples of fuel injection arrangements, where the fuel distributor uses a reciprocating plunger, a stop for that plunger and facilities to set this stop.

Mit einem Turbolader oder mit einem Überverdichter arbeitende Motore werden über einem weiten Betriebsbereich gefahren. Hierzu gehören Bereiche niedrigen und Bereiche hohen Luftdrucks. Falls das Treibstoff-Luftgemischfc zur Anpassung an diese Betriebsänderungen nicht ausgeglichen wird, erhält die Maschine zu bestimmten Zeiten ein überfettetes und zu anderen Zeiten ein zu mageres Treibstoff-Luftgemisch. Zum überwinden dieser Schwierigkeiten und um bei sämtlichen Drehzahlen und Leistungsbereichen ein richtiges Gemisch zu erhalten, verwendeten bei bestimmten Einspritzmotoren, die mit Turboauflader arbeiten, zwei getrennte Treibstoff-Regelsysteme. Das eine System wird von Hand eingestellt, um das Treibstoff-Luftgemisch.bei niedrigen Drehzahlen und geringer Leistung einzustellen. Das andere bzw. das zweite System arbeitet nach Maßgabe von Änderungen inöer Stellung des Gashebels bei hohen Drehzahlen bzw. bei hoher Leistung. Diesen Systemen fehlt jedoch ein glatter übergang vom Betrieb mit niedrigen zum Betrieb mit hohen Drehzahlen. In einem bestimmten Drehzahlbereich erhält der Motor daher nicht das richtige Brennstoff-Luftgemisch. Es besteht daher ein Bedarf an einer Treibstoff-Regeleinrichtung, die das Treibstoff-Luftgemisch bei sämtlichen Betriebszuständen exakt einregelt.Engines operating with a turbocharger or supercharger are operated over a wide operating range. For this include areas of low and high pressure. If the fuel-air mixture to adapt to these operational changes is not balanced, the machine will get over-rich at certain times and too lean at other times Fuel-air mixture. To overcome these difficulties and to get the right one at all speeds and power ranges To obtain mixture, certain injection engines that operate with turbochargers used two separate fuel control systems. One system is set by hand to regulate the fuel-air mixture at low engine speeds and lower Adjust performance. The other or the second system operates in accordance with changes in the position of the throttle lever at high speeds or at high power. However, these systems lack a smooth transition from operating at low to High speed operation. The engine is therefore not receiving the correct fuel-air mixture in a certain speed range. There is therefore a need for a fuel control device that controls the fuel-air mixture in all operating states regulates exactly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinerichtung zu schaffen, mit der das Treibstoff-Luftgemisch bei sämtlichen Betriebszuständen genau ein*»egeregelt wird. Die Erfindung sieht eine Regeleinrichtung vor, mit der die Stellung eines einstellbaren hin- und herbeweglichen Anschlages in einer Treibstoffzuführungseinrichtung eingeregelt wird, wobei diese Einrichtung bei einer Treibstoffeinspritzanlage bei Verbrennungskraftmaschinen verwendet wird. Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird dasThe invention is based on the object of creating a control device with which the fuel-air mixture in all Operating states exactly one * »is regulated. The invention sees a control device with which the position of an adjustable back and forth movable stop in a fuel supply device is regulated, this device in a fuel injection system in internal combustion engines is used. With the device according to the invention

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Treibstoff-Luftgemisch nach Maßgabe der Stellung des Gashebels wie auch nach Maßgabe des in der Lufteinlaßleitung herrschenden Druckes eingestellt.Fuel-air mixture according to the position of the throttle lever as well as adjusted according to the pressure prevailing in the air inlet line.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist:Using the example of the embodiment shown in the drawing the invention will now be further described. In the drawing is:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines mit Turbolader arbeitenden Einspritzmotors, der eine erfindungsgemäße Treibstoff-Regeleinrichtung aufweist, undFig. 1 is a perspective view of a working with a turbocharger Injection engine having a fuel control device according to the invention, and

Fig. 2, 3 und 4 je eine Teildarstellung der Regeleinrichtung zur Veranschaulichung der gegenseitigen Lage von bestimmten Teilen in bestimmten Betriebszuständen. "2, 3 and 4 each show a partial representation of the control device for Illustration of the mutual position of certain parts in certain operating states. "

Der Einspritzmotor 10 weist zwei Turbolader 11 und 12 auf. Die Turbolader 11 und 12 drücken über Leitungen 16 und 17 Druckluft in einen Luftkasten 13· Der Einspritzmotor 10 weist weiter eine Einspritzanordnung mit Einspritzschächten 14 und einem Brennstoffverteiler 20 auf. Aus dem Luftkasten 13 tritt die Druckluft in die Einspritzschächte 14 und von dort über die Einlaßleitung 15 in den Einspritzmotor 10 ein. Über eine nicht dargestellte und mit halber Geschwindigkeit umlaufende Vorgelegewelle ist der Brennstoffverteiler 20 an den Motor 10 angeschlossen. Am anderen Ende des Brennstoffverteilers 20 befindet sich das Gehäuse 21 der Regeleinrichtung. An diesem Gehäuse ist eine Welle 23 gelagert. Der Einspritzmotor 10 weist weiter noch einen Luftmotor 30 auf. Dieser wird mit einem Bügel 31 gehalten. Eine Verbindungsstange 32 verbindet den Luftmotor mit einem Hebel 26. In dieser Verbindung liegt die Befestigungseinrichtung 33· Der Luftmotor 30 enthält eine nicht dargestellte Druckmeßleitung. Diese Leitung überträgt den in der Lufteinlaßleitung herrschenden Luftduck zum Luftmotor 30. Ein Drossel-Gelenk 36 ist mit einem fest mit der Welle 23 verbundenen Hebel 35 derart verbunden, daß sich die Welle 23 bei einer Verschiebung 35 infolge einer Bewegung des Gelenks 36· dreht.The injection engine 10 has two turbochargers 11 and 12. The turbochargers 11 and 12 press compressed air via lines 16 and 17 into an air box 13 · The injection engine 10 further comprises an injection arrangement with injection shafts 14 and a fuel distributor 20 on. The compressed air passes from the air box 13 into the injection shafts 14 and from there via the inlet line 15 into the injection engine 10. About a not shown and The fuel distributor 20 is connected to the engine 10, the countershaft rotating at half speed. At the other The housing 21 of the control device is located at the end of the fuel distributor 20. A shaft 23 is mounted on this housing. The injection motor 10 also has an air motor 30. This is held with a bracket 31. A connecting rod 32 connects the air motor to a lever 26. The fastening device 33 is located in this connection. The air motor 30 contains a pressure measuring line, not shown. This line transmits the air pressure prevailing in the air inlet line to the air motor 30. A throttle joint 36 is integral with the shaft 23 connected lever 35 such that the shaft 23 in the event of a displacement 35 due to a movement of the joint 36 turns.

Die Figuren 2, 3 und H zeigen einen mitten auf der Welle 23 befe-Figures 2, 3 and H show a mounted in the middle of the shaft 23-

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stigten exzentrischen Nocken 24. Der Hebel 26 weist vorzugsweise eine Büchse 25 auf. Diese Büchse 25 bildet eine Lagerfläche zwischen dem Hebel 26 und dem Nocken 24. Einstückig an das Gehäusecontinuous eccentric cam 24. The lever 26 preferably has a sleeve 25. This sleeve 25 forms a bearing surface between the lever 26 and the cam 24. Integral to the housing

21 angeformte Anschläge 28 und 29 begrenzen die Auslenkung des Hebels 26. Dieser Hebel 26 weist noch eine profilierte Oberfläche 27 auf, die an dem einstellbaren hin- und herbeweglichen Anschlag21 molded stops 28 and 29 limit the deflection of the lever 26. This lever 26 also has a profiled surface 27 on that on the adjustable reciprocating stop

22 anliegt. Die Größe und die Form des exzentrischen Nockens 24 wie auch die Größe und die Form der profilierten Oberfläche 27 des Hebels 26 hängen selbstverständlich zum Teil von dem jeweiligen Brennstoffverteiler 20 ab. Fachleute können die für den Nokken 24 wie auch die für die profilierte Oberfläche 27 erforderliche Größe und Form für den jeweiligen Verwendungszweck mit routinemäßigen Versuchen zum Beispiel unter Verwendung von Dynamometerablesungen bestimmten.22 is present. The size and shape of the eccentric cam 24 as well as the size and shape of the profiled surface 27 of the lever 26 of course depend in part on the particular one Fuel distributor 20 from. Those skilled in the art can provide the information required for the cam 24 as well as for the profiled surface 27 Size and shape for the intended use with routine testing using, for example, dynamometer readings certain.

Der Luftmotor 30 ist eine Vorrichtung, die Luftdrücke erfaßt und in eine hierzu proportionale mechanische Verschiebung umwandelt. Solche Vorrichtungen sind bekannt und enthalten zum Beispiel eine aus einem Balg, einer Membrane und einem Kolben bestehende Anordnung. Der Kolben wird durch eine Feder vorgespannt und verschiebt sich bei Änderungen des Luftdruckes proportional um eine bestimmte Strecke.The air motor 30 is a device that detects air pressures and is converted into a mechanical displacement proportional to this. Such devices are known and include, for example, a an arrangement consisting of a bellows, a diaphragm and a piston. The piston is pretensioned and moved by a spring with changes in air pressure proportionally by a certain distance.

Im vorliegenden Zusammenhang dient der Luftmotor 30 zum Bestimmen des in der Lufteinlaßleitung 15 herrschenden Luftdrucks und bewirkt eine hierzu proportionale Verschiebung der Verbindungsstange 32. Die Verbindungsstange 32 schwenkt ihrerseits den Hebel 26 um die Welle 23. Beispiele für die sich hierbei ergebenden Stellungsänderungen des Hebels 26 werden in den Figuren 3 und 4 gezeigt. Bei einer Stellungsänderung des Hebels 26 verschiebt die an dem Anschlag 22 anliegende profilierte Oberfläche 27 diesen Anschlag. Damit wird der Hub eines nicht dargestellten und sich hin- und herbewegenden Stößels geändert. Beim Übergang von der in Fig. 3 In die in Fig. 4 gezeigte Stellun_g hat die profilierte Oberfläche 27 des Hebels 26 den Anschlag 22 nach unten verschoben und damit den Hub des Stößels verkürzt. S- Damit wird auch die den Brennstoffverteiler 20 jeweils verlassende Brennstoffmenge vermindert. Eine solche Änderung wird durch den Luftmotor 30 dannIn the present context, the air motor 30 is used for determining of the air pressure prevailing in the air inlet line 15 and causes a displacement of the connecting rod proportional to this 32. The connecting rod 32 in turn pivots the lever 26 about the shaft 23. Examples of the positional changes that result here of the lever 26 are shown in FIGS. When the position of the lever 26 changes, the the profiled surface 27 resting against the stop 22 represents this stop. This is the hub of a not shown and itself floating ram changed. During the transition from the position shown in FIG. 3 to that shown in FIG. 4, the profiled position Surface 27 of the lever 26 moved the stop 22 downwards and thus shortened the stroke of the plunger. S- This also becomes the den Fuel distributor 20 each leaving fuel amount is reduced. Such a change is then made by the air motor 30

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ausgelöst, wenn dieser einen Druckabfall in der Einlaßleitung feststellt.triggered when it detects a pressure drop in the inlet line.

Die Stellungsänderungen des Hebels 35, der Welle 23 _s des exzentrischen Nockens 24 und des hin- und herbeweglichen Anschlages aus den in Fig. 2 in die in Fig. 3 gezeigten Stellungen zeigen die Lage, die bei einer Brennstoffverminderung infolge Betätigung der Drosselklappe bzw. des Gaspedals eintritt, wenn die Treibstoff zufuhr herabgesetzt wird.The changes in position of the lever 35, the shaft 23 _{s of} the eccentric cam 24 and the reciprocating stop from the positions shown in FIG. 2 in FIG Accelerator pedal occurs when the fuel supply is reduced.

Patent claims:

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Claims

Dr.-lng. E. BERKENi=ELD · Dipl.-Ing. H. BERKENFELD, Patentanwälte, KölnDr.-lng. E. BERKENi = ELD · Dipl.-Ing. H. BERKENFELD, patent attorneys, Cologne

Anlage AktenzeichenAttachment file number

on the submission dated May 30, 1972 above all. Name d. Note 1) Eugene Melroy Crowe

2) Ralph SaIyer

PATENT CLAIMS

Fuel control device for an injection engine with a device for adjusting the position of a reciprocating stop which is attached to a fuel distributor via a plunger acts, characterized in that

(a) an air motor (30) connected to the air inlet duct (15) and, depending on the pressure measured in this, causes a mechanical displacement proportional to this,

(b) a joint (36) connected to the throttle lever is provided and a shaft (23) in response to changes in position twisted the throttle and

(c) a lever (26) having a profiled surface (27) rests against the adjustable reciprocating stop (22), the arm (26) is held on the shaft (23) and the profiled surface (27) the position of the stop (22) in accordance with both the triggered by the air motor (30) mechanical shift and in accordance with the induced ä throttle changes rotation of the shaft (23) changes.

2. Device according to claim 1, characterized in that the lever (26) has a joint for rotation on the eccentric cam (24).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the eccentric cam (24) is formed in one piece with the shaft (23) is.

4. Apparatus according to claim 1 to 3 for adjusting the fuel-air mixture for an injection engine with an accelerator pedal, with an air motor for measuring the

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seeing pressure and with an adjustable stop for limiting the stroke of a plunger controlling the injection pump, characterized in that a shaft (23) mounted in the device carries an eccentric cam (24), on the cam (24) a lever (26) ) is mounted with a cam surface (27) and the stop (22) rests on the cam surface (27), the lever (26) is connected to the air motor (30) via a linkage (32, 33), the shaft (32) is connected to the accelerator pedal via a linkage (35 ₅ 36) and the eccentricity of the cam (24) and the shape of the curve surface (27) are selected as a function of the injection pump.

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