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Regelvorrichtfmg für Mehrstoffmotoren., insbesondere
Zweistoffmotoren
Bei wahlweise mit verschiedenen Kraftstoffen, z. B. mit Dieselöl. Schweröl, Gas od. dgl. zu betrei- benden Brennkraftmaschinen, die durch entsprechende Einstellung abwechselnd mit einem dieser Kraftstoffe im Einstoffbetrieb bzw. im Zündstrahlbetrieb oder mit mehreren Kraftstoffen gleichzeitig im Mehrstoff- betrieb gefahren werden können, ist es bekannt, die Füll- bzw. Einspritzmenge jedes Kraftstoffes durch je einen Regler oder durch einen einzigen Regler zu steuern.
Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für Mehrstoffmotoren, insbesondere Zweistoffmotoren, mit einem einzigen Regler und mindestens zwei mit diesem zusammenarbeitenden, je einem andern Kraftstoff zugeordneten, die Füll-bzw. Einspritzmenge bestimmenden Steuergeräten, auf die die Regelbewegung vom Regler mittels Gestänge, Wellen u. dgl. übertragen wird.
Bei einer bekannten Ausführung dieser Art für Zweistoffbrennkraftmaschinen ist für jeden der beiden Kraftstoffe ein mit einer gemeinsamen Steuerrolle zusammenarbeitendes Nockenscheibenpaar vorgesehen, dessen eine Nockenscheibe von einem Handsteuerrad und dessen andere Nockenscheibe vom Drehzahlregler verdreht wird. Die beiden vom Drehzahlregler aus betätigten Nockenscheiben sind auf einer Welle mit Abstand befestigt, wogegen die beiden vom Handsteuerrad zu verstellenden Nockenscheiben auf einer auf dieser Welle verdrehbar gelagerten Hohlwelle sitzen. Die Regelbewegung wird hiebei vom Regler über einen Drehservomotor auf die Nockenscheiben und von diesen über die Steuerrollen, die je eine Steuerwelle antreiben, auf die Steuergeräte übertragen. Der Steuerschieber des Servomotors wird unabhängig vom Regler auch noch vom Handsteuerrad betätigt.
Dadurch werden bei ein und demselben Reglerhub die genannten Nockenscheibenpaare zueinander verdreht und die jeweiligen Arbeitsflanken der Steuernockenpaare zur gemeinsamen Steuerrolle in eine von der Handeinstellung abhängige und unterschiedliche Ausgangsstellung gebracht. Der verhältnismässig komplizierte Aufbau dieser Ausführung ist jedoch von erheblichem Nachteil und führt oftmals zu Betriebsstörungen, insbesondere auch zufolge der hydraulischen Übertragung der Regelbewegung.
DieErfindung bezweckt nun die Schaffung einer einfach und billig herstellbaren Regelvorrichtung, bei der die Reglerimpulse unmittelbar an die Steuergeräte weitergeleitet werden und dadurch eine einwandfreie und zuverlässige Arbeitsweise gewährleistet ist.
Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass zur Übertragung der Regelbewegung auf sämtliche Steuergeräte eine einzige mit dem Regler antriebsverbundene, drehbar gelagerte Steuerwelle vorgesehen ist, die je Steuergerät mindestens eine drehfest auf ihr sitzende Steuernocke mit für jede Betriebsart eigener Steuerflanke aufweist, und dass die Einstellung der gewünschten Betriebsart sowie die Umschaltung von einer Betriebsart auf eine andere bzw. auf gemischten Betrieb durch Ineingriffbringen der der gewünschten Be- triebs art enrsprecnenden Steuerflanken der Steuernocken mit den zugehörigen, zu den Steuergeräten führenden Antriebsgestängen erfolgt.
Durch diese einfache Ausbildung der Regelvorrichtung ergibt sich der Vorteil, dass sowohl im Einstoffbetrieb als auch im Mehrstoffbetrieb die Regelbewegung jeweils über eine einzige Steuerwelle unmittelbar auf die Steuergeräte übertragen wird, so dass die Regelung des Motors in gleicher Weise erfolgt wie bei einem Einstoffmotor. Der Regler wird durch keinerlei Gestänge, die im jeweils eingestellten Betriebsfall funktionslos sind, zusätzlich belastet, da diese hiebei entweder mit den Steuernocken überhaupt nicht im Eingriff stehen oder aber auf diesen zwar gleiten, jedoch nicht verstellt werden. Ausserdem ist bei der erfindungsgemässen Ausführung ein beliebiger Zusammenhang zwischen Reglerhub und Kraftstoffmenge, insbesondere auch der in der Regeltechnik allgemein geforderte lineare
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Zusammenhang, mit wenig Aufwand herstellbar.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht schliesslich noch darin, dass bei Ausrüstung desselben Grundmotors entweder nur für Einstoff-oder für Mehrstoffbetrieb weitgehend die gleichen Teile der Regelvorrichtung verwendet werden können, was von erheblicher wirt- schaftlicher Bedeutung ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die demselben Steuergerät für minde- stens zwei Betriebsarten zugeordneten Steuerflanken auf derselben Steuernocke oder auf verschiedenen
Steuernocken in Achsrichtung der Steuerwelle nebeneinander liegen und die Steuerwelle samt den Steuer- nocken axial verschiebbar sein, wobei das die Steuerwelle mit dem Regler verbindende Antriebsgestänge mit der Steuerwelle drehfest, jedoch axial verschiebbar verbunden ist. Die Umschaltung von einer Be- triebsart auf eine andere erfolgt dabei durch einfache Axialverschiebung der Steuerwelle samt denSteuer- nocken.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können aber auch die demselben Steuergerät für mindestens zwei Betriebsarten zugeordneten Steuerflanken auf einer einzigen Steuernocke an deren Umfang versetzt angeordnet sein und die Umschaltung durch Verdrehen der Steuerwelle erfolgen, wobei eine lös- bare Sperre od. dgl. vorgesehen ist, die die Steuerwelle in der jeder vorgesehenen Betriebsart entsprechen- den Stellung mit dem zum Regler führenden Antriebsgestänge drehfest verbindet.
Es handelt sich dabei um zwei besonders einfache und robuste Ausführungsformen der Erfindung, die mit geringem Aufwand her- stellbar sind und die Umschaltung von einer Betriebsart auf eine andere auf besonders einfache Weise er- möglichen ; Welche der beiden Ausführungsformen in der Praxis jeweils angewendet wird, hängt von den gegebenen Verhältnissen, insbesondere von dem zur Verfügung stehenden Raum, ab. Die beiden Ausfüh- rungsformen können auch miteinander kombiniert werden, so dass sich eine grosse Variationsmöglichkeit bei der Wahl der jeweils verwendeten Ausführung ergibt und eine grosse Anzahl von Betriebsarten möglich sind.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können bei vorgesehenem wahlweisem Diesel- oder Gasbetrieb bzw. bei gemischtem Betrieb die den Einspritzpumpen bei Gas- oder gemischtem Betrieb zugeordneten Steuernocken je mit einer Steuerflanke zur Einstellung der einzuspritzenden Zündstrahlmenge versehen sein. Ausserdem können erfindungsgemäss sämtliche Steuernocken die Steuergeräte auf Nullfüllung stellende Steuerflanken aufweisen und es kann mit der Steuerwelle ein zum Abstellen des Motors dienendes zusätzliches Gestänge antriebsverbunden sein, wobei das Abstellen durch Verdrehen der Steuerwelle erfolgt.
Durch diese Ausbildungen der Regelvorrichtung nach der Erfindung wird erreicht, dass sämtliche von ihr zu erfüllenden Funktionen von derSteuerwelle und den daraufbefestigten Nocken ausgeführtwerden und die zu den Steuergeräten führenden Antriebsgestänge auch bei Ausbildung des Motors für unterschiedliche Betriebsarten ungeändert bleiben können. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn ein und derselbe Grundmotor für verschiedene Betriebsarten ausgeführt werden soll, da hiebei lediglich eine Änderung der Steuerflanken der Steuernocken erforderlich ist.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung mit weiteren Einzelheiten und Vorteilen derselben näher erläutert, wobei die Fig. 1 und 2 je eine Ausführungsform in schematischer Darstellung zeigen.
In beiden Ausführungsbeispielen ist die Regelvorrichtung für Zweistoffmotoren ausgebildet und besteht aus einem Regler 1 und zwei mit diesem zusammenarbeitenden, je einem andern Kraftstoff zugeordneten Steuergeräten, z. B. einem Gassteuergerät 2 und einer Einspritzpumpe 3 für Dieselöl. Zur Übertragung der Regelbewegung auf die Steuergeräte ist eine einzige, mit dem Regler 1 antriebsverbundene, drehbar gelagerte Steuerwelle 4 vorgesehen, auf der je Steuergerät eine Steuernocke drehfest angeordnet ist. Die Steuernocken sind beim Ausführungsbeispiel nach Fig. l mit 5 und 6 und bei jenem nach Fig. 2 mit 5'und 6'bezeichnet. Die Steuernocken 5 und 5'arbeiten mit dem Gassteuergerät 2 und die Steuernocken 6 und 6'mit der Einspritzpumpe 3 zusammen.
- Der Regler 1 ist mit der Steuerwelle 4 über einen Kurbelarm 7 antriebsverbunden, der mit dem Stellhebel 8 des Reglers 1 über eine Verbindungsstange 9 gelenkig verbunden ist. Die Übertragung der Regelbewegung von der Steuerwelle 4 auf die Steuergeräte erfolgt hingegen mittels je eines Winkelhebels 10 und 11, die an einem Ende je eine mit der zugehörigen Steuernocke zusammenarbeitende Steuerrolle 12 und 13 tragen und deren andere Enden mit den Steuergeräten in Antriebsverbindung stehen. Der Winkelhebel 10 ist über eine Verbindungsstange 14 mit dem Stellhebel 15 des Gassteuergerätes 2 verbunden, wogegen der Winkelhebel 11 unmittelbar auf die Regelstange 16 der Einspritzpumpe 3 wirkt.
Die Winkelhebel 10 und 11 sind je durch eine Zugfeder 17 und 18 belastet, die die Steuerrollen 12 und 13 auf den zugehörigen Steuernocken 5 und 6 bzw. 5'und 6'halten.
Die beiden Schenkel des Winkelhebels 11 sind ausserdem gelenkig miteinander verbunden und werden durch eine zwischen sie geschaltete Druckfeder 19 in der gewünschten Lage gehalten, wobei diese Lage
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durch eine Stellschraube 20, die einen Anschlag bildet, genau einstellbar ist. Durch diese Massnahme kann der Motor auch bei etwa klemmender Regelstange 16 der Einspritzpumpe 3 abgestellt oder umgeschaltet werden. Das Abstellen des Motors erfolgt bei beiden Ausführungsbeispielen mittels eines mit der Steuer- welle 4 drehfest verbundenen Kurbelarmes 21, der hiebei über ein nicht dargestelltes Schleppgestänge in Richtung des Pfeiles 21'verschwenkt wird.
Bei der Ausführung nach Fig. 1 liegen die den beiden Betriebsarten zugeordneten Steuerflanken der
Steuernocken 5 und 6 in Achsrichtung der Steuerwelle 4 nebeneinander. Die Steuernocke 5 besitzt dabei eine Steuerflanke 22 für Gasbetrieb, bei der die einzelnen Punkte der Lauffläche verschiedenen Abstand von der Achse der Steuerwelle 4 haben, und eine Steuerflanke 23 für Dieselbetrieb, deren Lauffläche zy-
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Gasbetrieb bestimmte Steuerflanke 24 im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wogegen die Steuerflan- ke 25 für Dieselbetrieb einen exzentrischen Verlauf besitzt. Der Radius der zylindrischen Steuerflanke 24 ist dabei so bemessen, dass während des Gasbetriebes die erforderliche Zündstrahlmenge eingespritzt wird.
Diese kann mittels der Stellschraube 20 genau eingestellt werden. Die der Einspritzpumpe 3 zugeordneten
Steuerflanken 24 und 25 besitzen an ihrer Lauffläche ausserdem eine Nase 26, deren Abstand von der Ach- se der Steuerwelle 4 der Nullfüllung der Einspritzpumpe entspricht und die somit zum Abstellen des Mo- tors dient.
Das Umschalten von einer Betriebsart auf eine andere erfolgt hier durch Axialverschiebung der Steu- erwelle 4 samt den Steuernocken 5 und 6, wie durch den Doppelpfeil 4'angedeutet ist. Der Kurbelarm
7 ist dabei mit der Steuerwelle 4 drehfest, jedoch axial verschiebbar verbunden. In der Stellung der Steu- erwelle 4 nach Fig. 1 arbeitet der Motor im Dieselbetrieb, wobei der Stellhebel 15 des Gassteuergerätes 2 durch die Steuerflanke 23 aufNullfüllung gehalten wird und die Regelstange 16 der Einspritzpumpe3 durch die Steuerflanke 25 den Regelbewegungen des Reglers 1 entsprechend verstellt wird. Die während des Be- triebes auftretenden Regelbewegungen des Stellhebels 8 des Reglers 1 sind durch den Doppelpfeil1'und die Bewegungen der Regelstange 16 der Einspritzpumpe 3 durch den Doppelpfeil 3'angedeutet.
Bei einerVerschiebung der Steuerwelle 4 in Fig. l nach rechts kommt die Steuerrolle 12 mit der Steuerflanke 22 und die Steuerrolle 13 mit der Steuerflanke 24 in Eingriff, wodurch das Gassteuergerät 2 den Regelbewegungen entsprechend verstellt wird und die Einspritzpumpe 3 durch die Steuerflanke 24 auf der Zündstrahlmenge festgehalten wird. Der Motor arbeitet somit mit Gas im Zündstrahlbetrieb. Die Umschaltung erfolgt in der Regel bei abgestelltem Motor, in welcher Stellung ein kontinuierlicher Übergang zwisehen den beiden Steuerflanken jeder Steuernocke 5 und 6 vorgesehen ist.
Der Übergang von einer Steuerflanke auf eine andere kann jedoch auch um den gesamten Umfang der Steuernocken 5 und 6 allmählich verlaufen, so dass eine Umschaltung von einer Betriebsart auf eine andere auch bei laufendem Motor jederzeit möglich ist.
Der Unterschied der Ausführungsform nach Fig. 2 gegenüber jener nach Fig. 1 besteht darin, dass die den Steuergeräten für die beiden Betriebsarten zugeordneten Steuerflanken der Steuernocken 5'und 6'an deren Umfang versetzt angeordnet sind. Die Steuernocke 5'besitzt dabei eine über einen Teil ihres Umfanges reichende, zylindrische Steuerflanke 27. die das Gassteuergerät auf Nullfüllung hält, und eine über den restlichen Teil des Umfanges reichende Steuerflanke 28 zur Verstellung des Gassteuergerätes 2 während des Gasbetriebes den Regelbewegungen entsprechend.
Die der Steuerflanke 27 entsprechende Steuerflanke 29 der Steuernocke 6'besitzt dagegen eine Lauffläche, deren einzelne Punkte verschiedenen Abstand von der Achse der Steuerwelle 4 haben, wogegen auf derselben Steuernocke 6'der Steuerflanke 29 gegenüberliegend eine zylindrische Steuerflanke 30 vorgesehen ist, die die Einspritzpumpe 3 während des Gasbetriebes auf der Zündstrahlmenge hält. Die Zündstrahlmenge kann auch hiebei mittels der Stellschraube 20 genau eingestellt werden. Zum Abstellen des Motors dient wiederum eine an die Steuerflanke 30 in Umfangsrichtung anschliessende Nase 31 der Steuernocke 6'.
Die Umschaltung von einer Betriebsart auf eine andere erfolgt bei dieser Ausführungsform durch Verdrehen der Steuerwelle 4 um einen Winkel von 1800, zu welchem Zweck eine Kurbel 32 vorgesehen ist. Der Handgriff 33 der Kurbel 32 steht dabei mit einem federbelasteten Bolzen 34 in Verbindung, der in eine Bohrung oder Raste des hiebei auf der Steuerwelle 4 drehbar gelagerten Kurbelarmes 7 eingreift und dadurch über die Kurbel 32 eine drehfeste Verbindung zwischen dem Kurbelarm 7 und der Steuerwelle 4 herstellt.
In der dargestellten Lage arbeitet der Motor im Dieselbetrieb, wobei die Stellbewegungen des Reglers 1 in Richtung des Pfeiles l'auf die Regelstange 16 der Einspritzpumpe übertragen werden und diese in Richtung des Pfeiles 3'verschoben wird. Der Stellhebel 15 des Gassteuergerätes 2 wird dagegen in Ruhestellung festgehalten. Zur Umschaltung von Diesel- auf Gasbetrieb wird der Bolzen 34 mittels des Hand-
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