Einriehtung an Verbrennungsluaftmasehinen. Gegenstand der Erfindung ist eine Ein richtung an Verbrennungskraftmaschinen mit Aufladeverdichter, welche ihre Verbren nungsluft, wenigstens zeitweise, in verdich tetem Zustand erhalten. Diese Einrichtung setzt die Brennstoffzufuhr in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Auf ladeverdichters. Der Aufla.deverdichter kann durch die Ver- brennungskraftmaschine selbst angetrieben werden.
Die Beeinflussung der Einrichtung kann zum Beispiel durch den Druck der Auf ladeluft, den Druck in einer den Auflade verdichter antreibenden Abgasturbine, deren Drehzahl oder die Spannung eines denselben antreibenden Elektromotors erfolgen. Wird der Aufladeluftverdichter von einem Elek tromotor allein oder in Verbindung mit einer Abgas- oder Abdampfturbine zusammen an getrieben, so kann die Einrichtung auch auf die Stromzufuhr zum Elektromotor wirken.
Mit dieser Einrichtung kann vermieden werden, dass bei schwacher Luftförderung in die Verbrennungskraftmaschine mehr Brennstoff eingeführt wird als dort verbren nen kann. Die Verminderung der Luftförde rung kann absichtlich oder unabsichtlich er- folgt sein, zum Beispiel durch Abschalten einer Antriebsmaschine des Aufladeluftver- dichters, wie Gasturbine, Elektromotor, oder durch Öffnen der Aufladeluftleitung zum Verbrennungsmotor oder der Zuleitung zur Gasturbine.
Inder beiliegenden Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes schematisch dargestellt.
Gemäss Fig. 1 treibt ,die Verbrennüngs- kraftmaschine mit den Verbrennungszylin dern 2, 3, 4, 5 und 6 einen Elektrogenerator 7 an. Der Regler 8 der Verbrennungskraft maschine stellt die Fördermenge der Brenn stoffpumpe 9 dem Betriebszustand der Ma schine entsprechend ein. Der Aufladeluft- verdichter fördert die Aufladeluft in die Einlassleitung 15 der Verbrennungskraft- maschine und wird durch einen Elektro motor 17 und eine Abgasturbine 11 angetrie ben,
der die Abgase der -\Terbrennungskraft- maschinedurch die Leitungen 12 zugeführt werden. Von dieser zweigt eine von einem Abschlussorgan 14 beherrschte Leitung 13 ab, welche die Abgase direkt in die Atmo- sphä.re abführen kann. Die Aufladeluft kann zum Beispiel beim Anlassen oder bei kleiner Belastung der Maschine nach Offnen des Ab schlussorga-nes 16 vom Motor .direkt der Atmosphäre entnommen werden.
Nach Fig. 2 besitzt die Brennstoffpumpe 9 der Verbrennungskraftmaschine 1 auf .der Reglerwelle 26 ein Antriebsexzenter 20, des sen Exzenterring 21 auf den Pumpenkolben 22 wirkt. Dieser saugt den Brennstoff aus der Saugleitung 31 mit dem Abschlussorgan 32 durch da.s Saugventil 24 in den Pumpen zylinder und drückt ihn durch :das Druck ventil 23 in die zu den Verbrennungszylin dern führende Brennstoffdruckleitung 25. Je nach der Stellung des Reglers 8 wird das Saugventil 24 während des -Druckhubes des Pumpenkolbens 21 vom Stössel 28 des Regu lierexzenters mittelst des Hebels 29 früher oder später geschlossen.
Der Hebel 29 ist auf einem exzentrischen Zapfen 30 gelagert, der von dem unter dem Einfluss einer Feder 37 stehenden Kolben 34 im Zylinder 33 mit- telst der Kolbenstange 35 und des Gestänges 36 verstellt werden kann. Die obere Seite des Zylinders 33 steht nach Fig. 1 durch die Leitung 18 mit der Einlassleitung 15 und die untere Seite durch die Leitung 19 mit der Abgasleitung 12 der Verbrennungskraft maschine 1 in Verbindung. Die Kolben stange 35 ist unten aus dem Zylinder heraus geführt und mit Gewinde für ein Handrad 38 versehen.
Sinkt der Aufladedruck, so sinkt auch der Druck über dem Kolben 34; dieser geht aufwärts und verstellt den Zapfen 30, so dass .der Nutzhub der Brennstoffpumpe verringert wird, indem das Saugventil 24 später geschlossen wird. Auch wenn der Druck in der Abgasleitung steigt, wird die Brennstoffüllung durch den Kolben 34 ver- ringert und eventuell ganz abgestellt. Bei hohem Aufladedruck wird hingegen der Kol ben 34 mehr nach unten gedrückt, wodurch die Füllung der. Brennstoffpumpe vergrössert wird. Die Einrichtung entsprechend Fig. 2 passt also .die Brennstofförderung dem Be triebszustand des Aufladeverdichters an.
Der Kolben 34 kann durch Drehen des Hand- rades 38 nach unten gezogen und damit die Brennstoffpumpe auf volle Füllung einge stellt werden, auch wenn der volle Auflade druck über dem Kolben 34 sich noch nicht ganz eingestellt hat. Wird das Handrad 38 in der andern Richtung gedreht, so kommt es vom Deckel des Zylinders 33 frei und der Kolben 34 kann sich wieder frei einstellen.
In der Fig. 3 ist eine Einrichtung dar gestellt, welche die Brennstofförderung bei anormalem Betriebszustand des Aufladever- dichters abstellt. Der Kolben 34 wirkt mit- telst der Stange 35 auf den Hebel 39. Dieser stösst das Saugventil 24 mittelst des Hebels 29 auf, so dass die Pumpenförderung unter brochen wird. Auch hier ist zwecks Abstel- lens der Brennstoffzufuhr von Hand der He bel 29 auf einem exzentrischen Zapfen ge lagert, der mittelst eines Zuges 41 mit einem Handgriff 40 verdreht werden kann.
Mit der Vorrichtung 38 kann auch ein Offnen des Ventils 24 von Hand erfolgen. Diese Einriclitung ist namentlich bei Fahrzeug maschinen zweckmässig.
Bei der Einrichtung nach den Fig. 4, 5 und 6 wird die Brennstoffzufuhr zur Pumpe 9 durch Schliessen des Hahnes 42 in der Saugleitung 31 dieser Pumpe abgestellt. Der Regler 8 verstellt den schrägen Nocken 20 auf der Steuerwelle 26 und ändert damit den Hub des Kolbens 22 der Brennstoffpumpe 9. Sinkt der Aufladedruek, oder steigt der Druck der Abgase, so steigt der Kolben 34, schliesst den Hahn 42 und unterbricht damit die Brennstoffzufuhr (Fig. 4). Steigt der Aufladedruck unzulässig, oder sinkt der Druck der Abgase, so wird der Kolben 34 entgegen der Wirkung der Feder 37 nach unten gedrückt und der Hahn 42 ebenfalls geschlossen (Fig. 5).
Ist hingegen der Auf- ladedruck richtig, so steht der Kolben in seiner Mittellage und hält den Hahn 42 offen (Fig. 6).
Fig. 7 zeigt eine Einrichtung für Ver- brennungskra.ftmaschinen mit Handregulie rung. Durch Verdrehen des Zapfens 41 mit- telst Verschiebens des Hebels 40 auf dem Segment 43 wird die Brennstoffzufuhr in nicht gezeichneter Weise eingestellt. Der Kolben 34 verstellt mittelst der Kolben- 35 einen Hebel 44 mit einem An schlag für den Hebel 40. Zur Verstellung des Kolbens 34 von Hand ist an der Steuer stange 35 ein Handgriff 38 vorgesehen.
Sinkt zum Beispiel der Aufladedruck, so be- wegt sich der Kolben 34 mit dem Hebel 44 nach links und beschränkt die Verstellbar keit des Hebels 40 auf den der kleineren Brennstoffzufuhr entsprechenden Bereich. Steigt der Aufladedruck, das heisst ist eine grössere Brennstoffzufuhr zulässig, so be wegt sich der Kolben 34 und mit ihm der Hebel 44 nach rechts und ermöglicht eine Drehung des Hebels 40 in Stellungen für vermehrte Brennstoffzufuhr.
Es handelt sich also hier nicht um eine automatische Ein stellung .der Brennstofförderung, sondern es wird mit dieser Einrichtung nach Fig. 7 die Möglichkeit gegeben, die Brennstofförderung von Hand nur so einzustellen, wie dies dem herrschenden Aufladedruck entsprechend zu lässig ist.
. Die Einrichtung gemäss Fig. 8 ist für Verbrennungskraftmaschinen mit elektri schem Antrieb des Aufladeverdichters be stimmt. Der Kolben 34 beeinflusst in nicht gezeichneter Weise die Brennstoffzufuhr und verstellt den Hebel 46. Bewegt sich der Kolben 34 nach rechts, so dreht er den He bel 46 und dieser stösst mit einer Nabe 49 gegen eine Nase 50 am Schalthebel 45 und dreht diesen, so dass der Strom, der durch die Leitungen 47 und 48 über die Schaltvorrioh- tung dem nicht gezeichneten Elektromotor zugeführt wird, geschwächt oder ganz aus geschaltet wird.
Die Einrichtung nach Fig. 8 wirkt also auf die Stromzufuhr des Elektro motors ein, der den Aufladeverdichter an treibt.
Bei elektrischem Antrieb des Auflade gebläses kann durch die Einrichtung 33, 34 und 35 die Erregung oder die Stromzufuhr geändert, oder auf den Widerstand des Elek tromotors eingewirkt werden. Bei Vergasermotoren wirkt die Einrich tung auf die Brennstoffzufuhr zum Vergaser oder auf die Gemischzufuhr zum Verbren nungsmotor.
Installation on combustion air machines. The invention relates to a device on internal combustion engines with supercharging compressors, which receive their combustion air, at least temporarily, in a compressed state. This device sets the fuel supply depending on the operating state of the charging compressor. The supercharger can be driven by the internal combustion engine itself.
The device can be influenced, for example, by the pressure of the charge air, the pressure in an exhaust gas turbine driving the supercharging compressor, its speed or the voltage of an electric motor driving the same. If the charge air compressor is driven by an electric motor alone or in conjunction with an exhaust gas or steam turbine, the device can also act on the power supply to the electric motor.
With this device it can be avoided that more fuel is introduced into the internal combustion engine when the air supply is weak than can be burned there. The reduction in air delivery can be done intentionally or unintentionally, for example by switching off a drive machine of the supercharging air compressor, such as a gas turbine, electric motor, or by opening the supercharging air line to the internal combustion engine or the supply line to the gas turbine.
In the accompanying drawings, some exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown schematically.
According to FIG. 1, the internal combustion engine with the combustion cylinders 2, 3, 4, 5 and 6 drives an electric generator 7. The controller 8 of the internal combustion engine sets the flow rate of the fuel pump 9 according to the operating state of the machine. The charge air compressor conveys the charge air into the inlet line 15 of the internal combustion engine and is driven by an electric motor 17 and an exhaust gas turbine 11,
to which the exhaust gases of the internal combustion engine are fed through the lines 12. A line 13, controlled by a closing element 14, branches off from this, and can discharge the exhaust gases directly into the atmosphere. The supercharged air can be taken directly from the atmosphere, for example when the engine is started or when the engine is under low load after the closing organ 16 has been opened.
According to FIG. 2, the fuel pump 9 of the internal combustion engine 1 has a drive eccentric 20 on the regulator shaft 26, the eccentric ring 21 of which acts on the pump piston 22. This sucks the fuel from the suction line 31 with the closing element 32 through the suction valve 24 into the pump cylinder and pushes it through: the pressure valve 23 into the fuel pressure line 25 leading to the combustion cylinder. Depending on the position of the controller 8, this is Suction valve 24 during the pressure stroke of the pump piston 21 from the plunger 28 of the regulating eccentric by means of the lever 29 is closed sooner or later.
The lever 29 is mounted on an eccentric pin 30 which can be adjusted by the piston 34 in the cylinder 33, which is under the influence of a spring 37, by means of the piston rod 35 and the linkage 36. The upper side of the cylinder 33 is shown in FIG. 1 through the line 18 with the inlet line 15 and the lower side through the line 19 with the exhaust line 12 of the internal combustion engine 1 in connection. The piston rod 35 is guided out of the cylinder below and provided with a thread for a handwheel 38.
If the boost pressure falls, the pressure above the piston 34 also falls; this goes up and adjusts the pin 30 so that .the useful stroke of the fuel pump is reduced by the suction valve 24 is closed later. Even if the pressure in the exhaust line rises, the fuel filling is reduced by the piston 34 and possibly shut off completely. At high boost pressure, however, the Kol ben 34 is pushed down more, thereby filling the. Fuel pump is enlarged. The device according to FIG. 2 thus adapts the fuel delivery to the operating state of the supercharging compressor.
The piston 34 can be pulled down by turning the handwheel 38 and thus the fuel pump can be set to full filling, even if the full charging pressure above the piston 34 has not yet been fully established. If the handwheel 38 is rotated in the other direction, it comes free from the cover of the cylinder 33 and the piston 34 can freely adjust again.
In FIG. 3, a device is shown which turns off the fuel delivery when the supercharging compressor is in an abnormal operating state. The piston 34 acts on the lever 39 by means of the rod 35. This pushes the suction valve 24 open by means of the lever 29, so that the pump delivery is interrupted. Here, too, for the purpose of shutting off the fuel supply by hand, the lever 29 is mounted on an eccentric pin which can be turned with a handle 40 by means of a pull 41.
The device 38 can also be used to open the valve 24 by hand. This setup is particularly useful for vehicle machines.
In the device according to FIGS. 4, 5 and 6, the fuel supply to the pump 9 is switched off by closing the valve 42 in the suction line 31 of this pump. The controller 8 adjusts the inclined cam 20 on the control shaft 26 and thus changes the stroke of the piston 22 of the fuel pump 9. If the charging pressure drops or the pressure of the exhaust gases increases, the piston 34 rises, closes the valve 42 and thus interrupts the fuel supply (Fig. 4). If the boost pressure rises inadmissibly or if the pressure of the exhaust gases falls, the piston 34 is pressed downward against the action of the spring 37 and the cock 42 is also closed (FIG. 5).
If, on the other hand, the boost pressure is correct, the piston is in its central position and holds the cock 42 open (FIG. 6).
Fig. 7 shows a device for internal combustion engines with manual regulation. By turning the pin 41 by moving the lever 40 on the segment 43, the fuel supply is set in a manner not shown. The piston 34 adjusts by means of the piston 35 a lever 44 with a stop for the lever 40. To adjust the piston 34 by hand, a handle 38 is provided on the control rod 35.
If, for example, the boost pressure drops, the piston 34 moves with the lever 44 to the left and restricts the adjustability of the lever 40 to the range corresponding to the smaller fuel supply. If the boost pressure increases, that is, a larger fuel supply is permissible, the piston 34 and with it the lever 44 moves to the right and enables the lever 40 to be rotated into positions for increased fuel supply.
This is not about an automatic setting of the fuel delivery, but with this device according to FIG. 7 the possibility is given to adjust the fuel delivery by hand only in a way that is permissible according to the prevailing boost pressure.
. The device according to FIG. 8 is true for internal combustion engines with electrical Shem drive of the charging compressor. The piston 34 influences the fuel supply in a manner not shown and adjusts the lever 46. If the piston 34 moves to the right, it rotates the lever 46 and this pushes with a hub 49 against a nose 50 on the switching lever 45 and rotates it, so that the current which is fed through the lines 47 and 48 via the switching device to the electric motor (not shown) is weakened or switched off completely.
The device of Fig. 8 thus acts on the power supply of the electric motor that drives the supercharger.
With electric drive of the charging fan can be changed by the device 33, 34 and 35, the excitation or the power supply, or acted on the resistance of the elec tromotors. In carburetor engines, the device acts on the fuel supply to the carburetor or the mixture supply to the internal combustion engine.