Technik
Die Kraftstoffanlage II
03.08.2013 - 01:00

Die Kraftstoffanlage II

Kulissenregler:

Neben den vorstehend genannten Bosch-Fliehkraftreglern, dem sogenannten R-Regler, wird bei neueren Einspritzpumpen der Kulissenregler, sogenannte RQ-Regler (Skizze 9 und 11) eingebaut. Beim R-Regler wurden zwischen Leerlauf-und Vollaststellung der Exzenter um seine Welle durch Niedertreten des Fahrpedals gedreht und dabei verschob der Verstellhebel die Regelstange; die Hebelarme des Verstellhebels (Regelhebels) blieben immer gleich groß.


Skizze 9


Skizze 11

Beim RQ-Regler wird nun durch den Kulissenstein (Skizze 10) das Übersetzungsverhältnis des Regelhebels entsprechend der Drehzahl geändert; bei hoher Drehzahl ist es groß und bei niedriger klein. Dadurch wird das Arbeitsvermögen des Reglers (also Fliehgewichte) im Leerlauf größer und ein besserer Leerlauf erreicht.


Skizze 10

Der beim Regelvorgang erforderliche Arbeitsaufwand ergibt sich aus Verstellkraft mal Verstellweg. Zur sicheren, einwandfreien, sogenannten „ spielenden „ Regelung muss der Regler das 3-5 fache Arbeitsvermögen (gegenüber dem üblichen erforderlichen Arbeitsaufwand) haben. Das Arbeitsvermögen des Reglers ergibt sich aus dem Unterschied zwischen Fliehkraft und Federkraft, ist also von der Größe der Fliehgewichte und der Drehzahl-Änderung abhängig. Die Fliehkraft ist bei niederer Drehzahl klein, das Arbeitsvermögen daher bei der Leerlaufregelung meistens gering, bei der Endregelung dagegen mehr als ausreichend. Man kann deshalb, insbesondere bei schnell laufenden Motoren und klein dimensioniertem Regler, die Leerlaufdrehzahl nicht beliebig klein wählen.

Beim RQ-Regler hat man, wie gesagt, das Arbeitsvermögen im Leerlauf dadurch vergrößert, dass man einen Regelhebel mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis verwendet (Skizze 12 und 13).


Skizze 12


Skizze 13

Die Kraft, die die Fliehgewichte auf den Verstellbolzen bei einer bestimmten Drehzahländerung ausüben, ist immer gleich groß. Die Kraft, die an der Regelstange wirkt,
wird durch das verschiedene Übersetzungsverhältnis des Regelhebels dagegen verschieden groß. Je mehr sich das Übersetzungsverhältnis a/b des Regelhebels der Zahl 1 nähert, desto größer wird die Verstellkraft an der Regelstange; denn das Drehmoment wird dadurch größer.

Oder anders ausgedrückt: Die Verstellkraft ist konstant, a veränderlich. Je größer also der Hebel a ist, an dem die Fliehgewichte mit der Verstellkraft ziehen oder drücken, desto größer ist die Verstellkraft an der Regelstange, oder desto leichter lässt sich der Regelhebel um seinen Drehpunkt o schwenken.

Den Aufbau des RQ-Reglers zeigt Skizze 10. Der Regler ist wie der R-Regler ein Fliehkraftregler mit zwei Fliehgewichten und wird von der Nockenwelle der Einspritzpumpe angetrieben. In jedem Fliehgewicht ist ein Federsatz nach Skizze 8 untergebracht.

Auf der Reglernabe, die über einen Schwingungsdämpfer mit der Nockenwelle der Einspritzpumpe verbunden ist, sind zwei Paar Winkelhebel gelagert. An den zur Drehachse parallelen Schenkeln der Winkelhebel sind die Fliehgewichte aufgehängt. Außerdem stützen sich diese gegen die im Schwerpunkt angreifenden Regelfedern ab. Die Regelfedern sitzen über den in die Nabe eingeschraubten Bolzen und werden durch die Einstellmuttern vorgespannt.

An den zur Drehachse senkrechten Schenkeln der Winkelhebel ist der Verstellbolzen eingehängt, der die Bewegungen der Fliehgewichte auf den Gleitstein überträgt.

Der Gleitstein ist mit dem Regelhebel (Kulissenhebel) verbunden, der wiederum durch eine Gelenkgabel mit der Regelstange gekuppelt ist. Der Drehpunkt des Regelhebels ist also verschiebbar, wodurch sich dessen Übersetzungsverhältnis im Bereich von 1:1, 35 bis 1:1, 23 verändern lässt (Skizze 12 und 13).

Die Bewegungen des Verstellhebels (und damit auch des Fußhebels) werden über den Zwischenhebel und den Gleitstein im Regelhebel übertragen. Die Wirkungsweise des Fliehkraftreglers ist die gleiche, wie sie beim R-Regler bereits erläutert wurde.

Bosch-Unterdruckregler:

Bei dem Unterdruckregler (Skizze 14 und 15) (früher „ pneumatischer Regler „ genannt) wird der Unterdruck im Saugrohr als Verstellkraft für die Regelstange benutzt. Zum Unterdruckregler gehören der „ Membranblock „ und der „ Klappenstutzen „ (Skizze 16). Der Membranblock ist an die Einspritzpumpe angeflanscht und durch einen Schlauch mit dem Klappenstutzen verbunden.


Skizze 14


Skizze 15

Die Membran ist gelenkig an der Regelstange k befestigt und steht unter dem Druck der Feder m. Die Feder sucht die Membran und die Regelstange auf „ Volle Förderung „, also entgegen Richtung „ Stop „, zu verschieben. Die Kammer g des Membranblockes ist über die Schlauchleitung mit dem Klappenstutzen verbunden, während die Kammer i mit der Außenluft in Verbindung steht.

Bei laufendem Motor wird also in der Kammer g ein Unterdruck entstehen, dessen Größe bestimmt wird durch die Stellung der Regelklappe c im Klappenstutzen einerseits und durch die Drehzahl des Motors andererseits. (Letzteres ist wiederum abhängig von der geförderten Kraftstoffmenge und der jeweiligen Belastung des Motors.)

Die Lage der Membran h und damit die Stellung der Regelstange hängt ab von der Größe des Druckunterschiedes auf den beiden Membranseiten, denn je größer der Unterdruck in g ist, desto mehr wird durch den äußeren Luftdruck in i die Membran gegen den Druck der Feder m nach rechts bewegt und die Regelstange in Richtung „ Stop „ verschoben.

Eine Erhöhung der Drehzahl wird also zunächst eine Erhöhung des Unterdrucks und dadurch eine Verschiebung der Regelstange nach rechts hervorrufen, sodass die Fördermenge verringert und Drehzahl und Unterdruck wieder so weit herabgesetzt werden, das Gleichgewicht herrscht. Die entgegengesetzte Wirkung tritt natürlich ein, wenn die Drehzahl abfällt. Es wird also jeder Kraftstoß, der die Drehzahl verändern will, dazu benutzt, die Fördermenge der Einspritzpumpe so zu verändern, dass wieder der ursprüngliche Zustand erreicht wird und sich im Mittel eine gleichbleibende Drehzahl ergibt.

Weg dieser Vorgang vollzieht sich in gleicher Weise bei allen vorkommenden Drehzahlen, d.h. bei allen Stellungen der Regelklappe, denn jede Stellung der Regelklappe entspricht einer ganz bestimmten Drehzahl, deren Wert sich nur ändert, wenn die Belastung des Motors eine andere wird.

Soll der Motor z.B. im Leerlauf laufen, so wird die Regelklappe bis auf einem kleinen Spalt, der durch eine Anschlagschraube einstellbar ist, geschlossen. Der hinter der Regelklappe Band stehende Unterdruck saugt dann die Membran zurück und zieht die Regelstange nahezu in Stoppstellung. Treten Drehzahlschwankungen auf, so verursachen diese in der bereits beschriebenen Weise einen stärkeren oder schwächeren Unterdruck, sodass die Regelstange kleine Verstellungen ausführt, wodurch die Drehzahlschwankungen jeweils ausgeglichen werden und sich einer konstante Leerlaufdrehzahl ergibt.

Läuft der Motor bei ganz durchgetretenem Fahrpedal unter voller Belastung, so ist die Regelklappe offen und es kann infolgedessen nur ein geringer Unterdruck im Ansaugrohr entstehen; die Feder m drückt also die Membran nach links und die Regelstange auf „ Volle Förderung „, bis die Höchstdrehzahl erreicht ist.

Für die Regelung der Höchstdrehzahl wird nun die Wirkung des Lufttrichters b ausgenutzt. Steigt die Drehzahl über die zulässige Grenze, so wird durch die gesteigerte Luftgeschwindigkeit im Lufttrichter an der Mündung des Verbindungsschlauches f eine Saugwirkung hervorgerufen, die wiederum in der Kammer g einen gewissen Unterdruck erzeugt. Folglich wird die Regelstange in Richtung „ Stop „ verschoben und die Drehzahl auf das Höchstmaß begrenzt.

In den Stellungen der Regelklappe zwischen Leerlauf- und Endstellung des Fahrpedals stellt die Membran alle entsprechenden Stellungen der Regelstange und somit auch die entsprechenden Fördermengen ein.

Um den Motor willkürlich abstellen zu können, ist am Membranblock ein Hebel o angebracht, durch den die Regelstange in die Stoppstellung gedrückt werden kann. Der Hebel ist durch einen Drahtzug mit dem Ziehknopf p verbunden, sodass er von der Spritzwand aus bedient werden kann.

Außer der Regelung der Einspritzmenge durch Leerlauf- und Endregelung sowie durch die Stellung des Fahrpedals kann auch der „ Einspritzpunkt „ verstellt werden, genau wie beim Ottomotor, der Zündpunkt durch Handverstellung auf „ Früh- oder Spätzündung „. Hierzu dient beim Dieselmotor der Spritzversteller (Skizze 17), der an der dem Regler gegenüberliegenden Seite des Einspritzpumpengehäuses angebaut ist (Skizze 17a).
Skizze 7


Skizze 17a

Der Spritzversteller dient bei schnell laufenden Kfz-Dieselmotoren zur Änderung des Einspritzbeginns während des Betriebes. Durch verdrehen der Pumpenwelle im Verhältnis zur Antriebsachse um 8 bis 12° (je nach Type, an der Nockenwelle der Einspritzpumpe gemessen) ermöglicht er, den Einspritzbeginn früher oder später zu belegen konnte bei dem in Skizze 17 gezeigten Spritzversteller wird durch ein von Hand betätigtes Gestänge, das am Verstellhebel angreift, die Verstellgabel bewegt. Dieser wiederum greift in die Schiebemuffe ein und verschiebt letztere geradlinig auf der Nabe der Kupplungshälfte. Die Schiebemuffe verdreht dabei mit ihrem Steilgewinde die „ Steilgewindenuss „, mit der die Nockenwelle der Einspritzpumpe verkeilt ist, und verstellt so die Nockenwelle gegen die vom Motor kommende Antriebswelle. Eine angeregt Art des Springs Herstellers zeigt die Tafel „ Spritzversteller „ (Skizze 17 a). Bei diesem „ selbsttätigen Spritzversteller „ ist der Verstellhebel durch Fliehgewichte ersetzt, die bei steigender Drehzahl den Einspritzbeginn bis zu zehn ° vorverlegen.


Skizze 17b

Großbild

Anmerkung:

Dieser Artikel wurde auf Wunsch mehrerer Leser eingestellt und behandelt die Kraftstoffanlage von Oldtimer-Fahrzeugen. Die hier gemachten Aussagen sind daher für Neufahrzeuge nicht immer zutreffend.


admin


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