Brennkraftmaschinenanlage, insbesondere zum Antrieb von Fahrzeugen. Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschinenanlage, insbesondere zum Antrieb von Fahrzeugen, die mindestens eine Brennkraftmaschine und mindestens ein Flüs- sigkeitsgetriebe zur Übertragung der Lei stung der Brennkraftmaschine und eine Re geleinrichtung für die Brennstoffmenge der Kraftmaschine und die Leistungsaufnahme des Flüssigkeitsgetriebes besitzt.
Die Erfin dung besteht :darin, dass durch die Regelein richtung die die Brennstoffmenge regelnden Organe und die die Leistungsaufnahme des Flüssigkeitsgetriebes regelnden Organe so beeinflusst werden, dass nicht allein die Dreh zahl der Kraftmaschine innerhalb eines be stimmten Ungleichförmigkeitsgrades, sondern auch das vom Flüssigkeitsgetriebe aufge nommene Drehmoment praktisch unverän dert bleibt.
Der Betrieb von Kraftanlagen mit Brenn- kraftmaschinen und Flüssigkeitsgetrieben hat die Eigenheit, dass die Belastung und die Drehzahl der Brennkraftmaschine nicht in gesetzmässigem Zusammenhang stehen. Ein solcher Betrieb kann aber nicht nur :den Nachteil haben, dass die Kraftanlage un wirtschaftlich arbeitet, sondern auch, dass einzelne Maschinenelemente unter Umstän den hohen Beanspruchungen ausgesetzt sein können.
Die genannten Nachteile können durch eine Regeleinrichtung vermieden wer den, wenn durch sie zwischen der Belastung der Brennkraftmaschine und deren Drehzahl eine gesetzmässige Abhängigkeit eingehalten wird. Auf diese Weise kann zwischen dem Verbrennungsdruck und,der Kolbengeschwin digkeit eine Abhängigkeit so gewählt wer- @den, dass in allen Belastungszuständen die günstigsten Betriebsverhältnisse selbsttätig eingehalten werden.
Zur Veränderung der Leistung der Ma schinenanlage kann mittels einer Einstell vorrichtung der von der Regeleinrichtung für die Drehzahl der Brennkraftmaschine . einzustellende Sollwert veränderbar sein. Durch eine zweite Einstellvorrichtung kann ausser dem Sollwert für die Drehzahl weiter auch noch :der Sollwert für das vom Flüssig- keitsgetriebe aufzunehmende Moment ver änderbar sein.
Beide Einstellvorrichtungen können miteinander zwangsläufig verbunden sein, in der Weise, dass einem bestimmten, von der einen Vorrichtung eingestellten Sollwert eindeutig ein bestimmter Sollwert der andern Einstellvorrichtung zugeordnet ist. Die zwangsläufige Verbindung der bei den Einstellvorrichtungen kann beispiels weise durch eine Kurvenscheibe oder durch ein Getriebe ohne Kurvenscheibe erreicht werden.
Dieses Getriebe kann z. B. :durch eine entsprechende Hebelverbindung oder durch unrunde Zahnräder .die verlangte Ver stellung bewirken.
Zur Veränderung des von einem .dynami schen Flüssigkeitsgetriebe aufgenommenen Moments kann entweder die Stellung der Schaufeln oder die Tiefe der Schaufeln oder schliesslich -die Krümmung der Schaufeln verändert werden. Diese Veränderungen können sowohl an den Pumpenschaufeln, als auch an den Turbinenschaufeln oder an den Leitschaufeln erfolgen. Die Einstellvorrich tung kann bei Vergrösserung :der Drehzahl das Moment verbrössern und bei Verkleine rung der Drehzahl verkleinern oder bei einer mittleren Drehzahl das Moment auf einen Grösstwert einstellen und sowohl bei Verklei nerung, als auch bei Vergrösserung der Dreh zahl von dem genannten mittleren Wert aus das Moment verkleinern.
Die Erfindung ist besonders bei Brenn kra.ftmaschinen mit Selbstzündung zweck mässig, wenn Brennstoffpumpen verwendet werden, bei denen mit der Veränderung der Brennstoffmenge eine Verschiebung des Ein spritzbeginns einhergeht.
Solche Brennstoff pumpen können beispielsweise ein Organ mit schraubenartig verlaufenden Steuerkan- ten besitzen, welches hinsichtlich einem mit der zu steuernden 'Öffnung versehenen Or gan so verdreht werden kann, dass nicht nur die Brennstoffmenge, sondern auch der Ein- spritzbeginn verändert wird.
Der Erfindungsgegenstand ist nachste hend anhand zweier auf der Zeichnung ver einfacht dargestellter Ausführungsbeispiele, -die mit einer Einspritzbrennkraftmaschine versehen sind, näher erläutert.
Fig. 1 und 2 zeigen die beiden Ausfüh rungsbeispiele; Fig. 3 zeigt das Flüssigkeitsgetriebe der Ausführungsbeispiele im Schnitt; Fig. 4 stellt die Brennstoffpumpe der Ausführungsbeispiele im Schnitt dar; Fig. 5 zeigt eine Einzelheit der Brenn stoffpumpe.
Die Brennkraftmaschine 1 treibt nach Fig. 1 das Flüssigkeitsgetriebe 2 über die Welle 3 und das Zahnradübersetzungsge triebe 4 an.
Die vom Flüssigkeitsgetriebe umgeformte Leistung wird alsdann über das Unter- setzungszahnra:dgetriebe 5 auf -die abgehende Welle 6 und von hier zu den nicht darge stellten Arbeitsaufnahmestellen, beispiels weise den Fahrachsen eines Fahrzeuges, wei ter :geleitet. Die Zufuhr des Brennstoffes zur Brennkraftmaschine übernimmt die Brennstoffpumpe 7.
Zur Veränderung der Brennstoffmenge ist ein Gestänge $ und zur Veränderung der Beaufschlagung des Flüssigkeitsgetriebes ein Gestänge 9 vorgesehen.
Im Flüssigkeitskreislauf 10 des Flüssig- keitsgetriebes (Fig. 3) ist ein Pumpenrad 11 und ein Turbinenrad 12 angeordnet. Mittels des Gestänges 9 können über ein Schrauben getriebe 13 und einen Winkeltrieb 14 die Schaufeln des Pumpenrades 11 verdreht werden. Je nachdem Anstellwinkel, welcher dem Profil der Pumpenschaufeln in bezug auf die Flüssigkeitsströmung gegeben wird, verändert sich bei einer bestimmten Dreh zahl der Welle 3 das zu ihrem Antrieb not wendige Moment.
Die hydraulische Leistung des Flüssig- keitslueislaufes wird auf die Schaufeln ;des Turbinenrades 12 übertragen und vom Tur binenrad wird die Leistung übel das Unter setzungagetriebe 5 auf die Welle 6 weiter- geleitet. Je nach den Betriebsverhältnissen wird die durch die Welle 3 in das Getriebe eingeleitete Leistung durch die Welle 6 mit einer mehr oder weniger verminderten Ge- schwindigkeit, aber mit erhöhtem Drehmo ment fortgeleitet.
Die Brennstoffpumpe 7 (Fig. 4) ist da durch regelbar ausgebildet, dass mittels einer Zahnstange des Gestänges 8 die Hülse 15 und der Pumpenkolben 1,6 im Pumpenzylin der 17 ,drehbar sind. Nach einer Verdrehung des Pumpenkolbens (Fig. 5) werden die schrägen Steuerkanten 18 und 19 während anderen Zeiten die Entlastungsöffnung 20 abdecken, so dass die Förderzeit und das Fördervolumen im Bereich R zwischen den Werten F, und F'2 verändert werden. Der Wert I', entspricht beispielsweise der Kleinstförderung bezw. dem kleinsten Dreh moment, während der Wert 1' g .der Grösst- förderung bezw. dem grössten Drehmoment entspricht.
Die Einspritzung erfolgt dann für die Kleinstmenge während des Einspritz- dinkels a, (Fig. 4) und für die Höchstmenge während des Einspritzwinkels a=. Aus der Fig. 4 ist ersichtlich, dass der Einspritzbe- ginn bei grosser Menge früher erfolgt als bei kleiner Menge.
Die Regeleinrichtung besitzt einen Flieh kraftregler 21, an dessen Hülse 22'1 der Winkelhebel 23 angelenkt ist. Der Regler ist belastet durch eine Feder 24, deren Span nung durch Verschieben des die Feder be- lastenden, Tellers 25 verändert werden kann. Zur Veränderung -der Federspannung ist eine mit Gewinde versehene und zur Verhütung einer Verdrehung mit Vierkant versehene Spindel 26 angeordnet, die bei Drehung des als Mutter ausgebildeten Zahnrades 2 7 durch das Handrad 28 in der Längsrichtung ver schoben wird. Bei .dieser Verschiebung wird ausser dem Federteller 25 mittels des Ge stänges 29 die Kurvenbahn 30 und von die ser mittels des Gestänges .31 die Schieber hülse 3:2 in der Längsrichtung verstellt.
Am Winkelhebel 26 ist einerseits das Ge stänge 8 zur Einstellung der Brennstoff pumpe und anderseits das Gestänge 3,3 des Schiebers 36 angelenkt. Je nach ,der gegen seitigen Lage der Hülse .32 und des Schie bers 36f wird das Druckmittel aus der Lei tung 37 entweder auf die eine oder andere Seite des Servomotorkolbens 38 geleitet und ,das im Zylinder 39 verdrängte Druckmittel abgeleitet, oder Zufluss und Abfluss ver sperrt, so dass der Kolben 38 in Ruhe bleibt. Die in der Fig. 1 eingezeichnete Lage der Regeleinrichtung entspricht einer mittleren Leistung. Die Stellung des Brennstoffregel gestänges 8 und der Regelorgane 15 und 16 .der.
Brennstoffpumpe ist eindeutig der Stel lung des Reglers 21 zugeordnet. Die durch ,den Servomotorkolben 38, das Gestänge 9 und das Getriebe 13, 14 eingestellte Lage der Schaufeln des Pumpenrades 11 entspricht im Beharrungszustand der Belastung der Maschinenanlage. Die Lage des Steuerschie bers -36 gegenüber der Hülse 32 ist dann so, ,dass weder auf die eine noch auf die andere Seite des Kolbens 3,8 Druckmittel strömen kann. Eine Bewegung des Gestänges 9 und damit eine Verdrehung der Schaufeln des Pumpenrades findet nicht statt.
Steigt der Widerstand an der Welle 6 was beispielsweise dann der Fall ist, wenn ein Fahrzeug in eine grössere Steigung ein fährt - so entsteht zunächst an der Welle 6 und damit am Turbinenrad 1'2 (Fig. 3) ein Abfall der Drehzahl. Der Abfall der Dreh zahl vermehrt den Widerstand, :dem die Flüssigkeitsströmung 10, begegnet, so dass auch deren Geschwindigkeit vermindert wird. Die Verminderung der Strömungsge schwindigkeit bedingt aber einen grösseren Anstellwinkel der Pumpenschaufeln 11 in ,der Flüssigkeitsströmung 1,0; dadurch steigt der Drehwiderstand des Pumpenrades und ,der Welle 3, und damit die Belastung der Brennkraftmaschine 1.
Infolgedessen fällt zunächst ,die Drehzahl der Maschine, so dass die Gewichte des Reglers 2!1 nach innen und die Hülse 212 nach unten .geht, wodurch einerseits die Brennstoffpumpe 7 über das Gestänge 8 auf höhere Brennstofförderung eingestellt und anderseits .der Schieber 316 nach links gezogen wird. Es wird dadurch :dem Druckmittel aus der Leitung 37 der Zu tritt auf die linke Seite des Servomotorkol- bens 38@ :geöffnet.
Gleichzeitig kann das auf der rechten Seite verdrängte Druckmittel in den Ablauf abströmen. Die Folge ist eine Bewegung des Kolbens 38 nach rechts. Die damit dem Regelgestänge 9 und den Trie ben 13 und 14 aufgedrückte Bewegung ver ursacht eine Verminderung des Anstellwin kels der Schaufeln 11. Dadurch wird .die durch die Pumpe geförderte Flüssigkeits- menge und damit,die Strömungsgeschwindig keit 10, sowie das vom Pumpenrad aufge nommene Moment verkleinert.
Die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 steigt infolge der Verkleinerung des Drehmomentes wieder, und zwar bis der Schieber 36 die - wäh rend des Regelvorganges nicht verschobe nen - Öffnungen in der Hülse 32 wieder abschliesst. Dann haben das Gestänge<B>313,</B> ,der Winkelhebel 2-3, das Gestänge 8, die Regel vorrichtung der Pumpe 7 und der Regler 211 wieder dieselbe Stellung wie vor dem Regel vorgang. Die Maschine entwickelt bei der ursprünglichen Drehzahl wieder das ur sprüngliche Drehmoment und ist also wie der den gleichen Betriebsbedingungen unter worfen.
Entsteht eine Entlastung der Welle 6 beispielsweise wenn das Fahrzeug in eine ge ringere Steigung oder in ein Gefälle ein fährt -, so wird das dem Pumpenrad 11 und der Welle 3 aufgedrückte Drehmoment zunächst verkleinert, was zur Folge hat, dass die Brennkraftmaschine anfängt sich schnel ler zudrehen. Die Fliehgewichte des Reglers 21 werden nach aussen gedrängt und die Hülse 22 angehoben. Dadurch wird zunächst die Brennstoffmenge der Pumpe 7 verklei nert und durch Verschieben des Schiebers 36 nach rechts die Druckflüssigkeit so gesteu ert, dass sich der Kolben 38 nach links be wegt. Die Pumpenschaufeln des Flüssigkeits getriebes erhalten einen grösseren Anstell winkel. Sie setzen der Welle 3 ein grösseres Widerstandsmoment entgegen.
Das verur sacht einen Drehzahlabfall der Brennkraft- maschine, der so lange anhält, bis der Schieber 36 die Steueröffnung wieder ver schlossen hat und der Schieber 36 und der Regler 21 wieder die Ausgangslage einneh men, das heisst wenn die Maschine sich wie- der mit der ursprünglichen Drehzahl dreht, die Brennstoffpumpe wieder die ursprüng liche Brennstoffmenge fördert, und das Drehmoment also wieder den alten Wert hat.
Soll nun -J beispielsweise zur Beschleu nigung der Fahrt - der Brennkraftmaschine eine grössere Leistung entnommen werden, so kann durch ,Senken des Federtellers 25 und,das damit zwangsläufig verbundene He ben der Kurvenscheibe 3,0 -die Spannung der Feder 24 gesteigert und die Hülse 32 nach links verschoben werden.
Es werden sieh dann zwei Vorgänge gleichzeitig abspielen. Einerseits wird sich ,die Hülse 212 nach unten senken, so dass die von der Pumpe 7 geförderte Brennstoff menge vergrössert wird. Anderseits wird ent sprechend der Form der Kurvenbahn 30 den Schaufeln des Pumpenrades 11 eine neue Stellung erteilt, die das der Brennkraft- maschine 1 aufgedrückte Moment vergrössert. Das Mass der Vergrösserung des Moments hängt von der Form der Kurvenbahn 30 ab, und diese ist zweckmässig derart, dass sich jeweils bei der durch den Regler 21 einge stellten Drehzahl -die für den Betrieb am gün stigsten sich auswirkende Belastung ergibt.
Wird der Federteller 215 angehoben und damit die Kurvenbahn 30 gesenkt, so stellt sich der umgekehrte Vorgang ein. die Dreh zahl der Brennkraftmaschine wird verklei nert und das von ihr zu leistende Moment ebenfalls vermindert.
Die Regeleinrichtung nach Fig. 2 besitzt einen Servomotor zwischen dem Regler 21 und dem Regelgestänge 8 der Brennstoff pumpe 7. Der an der Hülse 22 angelenkte Hebel 40 beeinflusst zunächst einen Steuer schieber 41, der die Zufuhr und die Abfuhr von Druckmittel zum bezw. vom Zylinder 42 des Servomotors steuert. Steigt der Schieber 41, so wird der Kolben 43 gesenkt. Umge kehrt steigt,der Kolben 43, wenn der Steuer schieber 41 sinkt.
Der Hebel 40 ist am Ge stänge 8 angelenkt, so dass er gleichzeitig als Rückführung wirkt und jeder Regler stellung eindeutig eine Stellung des Regler gestänges 8 zugeordnet ist. Ausserdem greifen das Gestänge des Reg lers 21 und .die Kurvenbahn 30 an einem Hebel 45 an und der Steuerschieber 46 des Servomotors .3,8, ,39 hat keine bewegliche Hülse.
Die Arbeitsweise der Regeleinrichtung nach Fig. 2 ist,die gleiche wie diejenige .der Regeleinrichtung nach Fig. 1. Ihr Vorteil besteht darin, dass ein Hängenbleiben bei Widerständen, im Regelgestänge 8, nicht stattfindet, bezw. dass bei grossen Stellkräf ten ein kleiner Regler genügt.
Die Abhängigkeit zwischen der Drehzahl und dem Drehmoment kann auch statt durch ein Kurvengetriebe durch ein anderes Ge triebe erreicht werden. Dieses Getriebe kann auch beispielsweise im Gestänge zwischen dem Regler und dem Regelorgan der Brenn stoffpumpen angeordnet sein. Es könnte bei spielsweise der Drehpunkt des Winkelhebels im Gestänge 8 mittels der Einstellvorrich- tung für das Drehmoment verschiebbar sein. Ausserdem könnte auch in die Verstellvor richtung für das Drehmoment eine Feder eingeschaltet sein, die von einem bestimmten Wert an durch einen Anschlag blockiert wird, so dass. von da an nur noch die Dreh zahl verstellt werden kann.
Kraftanlagen nach der Erfindung wer den mit Vorteil für den Antrieb von Schie nenfahrzeugen verwendet. Sie können aber ebensogut auch zum Antrieb von beispiels weise ,Strassenfahrzeugen oder Geländefahr zeugen verwendet werden. Auch Kraft auf nehmende Maschinen, wie beispielsweise Bearbeitungsmaschinen, Werkzeugmaschinen usw. oder Maschinen zum Antrieb von Seil bahnen oder Aufzügen könnten durch eine Kraftanlage nach der Erfindung angetrie ben werden.
Als Brennkraftmaschine kann auch ein Glühkopfmotor oder eine mit Fremdzündung, arbeitende Brennkraftmaschine, beispiels weise ein Leichtölmotor oder eine Gas maschine Verwendung finden.
Es können Flüssigkeitsgetriebe mit Ach sialrädern, deren. ,Schaufeln schraubenförmig ausgebildet sind, verwendet werden. Dabei können die Flüssigkeitskreisläufe -die Form eines Toras oder sonst eines geschlossenen Ringes haben. Es können auch Flüssigkeits getriebe verwendet werden, bei denen die Kraftübertragung durch radial wirkende Räder erfolgt. (Sowohl :die Pumpenräder, als auch die Turbinenräder und auch die Leit- räder können mehrere Schaufelkränze be sitzen, wobei die Schaufeln im Sinn der Flüssigkeitsströmung nicht unmittelbar auf einander folgen, müssen.
Es können beispiels weise zwischen zwei Kränzen des einen Ra des ein oder mehrere Kränze eines oder meh rerer anderer Räder eingeschaltet sein. Zur Veränderung der Beaufschlagung der Schau felräder können beispielsweise einzelne Schaufelkränze des Pumpenrades, des Tur binenrades oder des Leitapparates aus dem Flüssigkeitskreislauf herausgezogen werden. Damit wird die Tiefe der betreffenden Schaufeln verändert. Die Schaufeln können aber auch um irgend eine Achse drehbar an geordnet sein; bei der Verdrehung werden dann der Strömungswiderstand, die Ge schwindigkeit und die Richtung der Strö mung verändert.
Schliesslich können auch Flüssigkeitsgetriebe verwendet werden, wel che verbiegbare,Schaufeln am Pumpen- oder Turbinenrad oder im Leitapparat aufweisen, deren Krümmung verändert werden kann. Als Betriebsmittel für die Flüssigkeitsge triebe können alle möglichen Öle, Petroleum und auch andere Flüssigkeiten verwendet werden.
An Stelle der beschriebenen hydrodyna mischen Getriebe könnte auch ein hydrosta tisches Getriebe verwendet werden, bei .dem mittels einer Kolbenmaschine Flüssigkeit unter erhöhtem Druck in eine zweite Kol benmaschine .gefördert wird, in welcher die Arbeit der Flüssigkeit wieder in mechanische Arbeit umgesetzt wird, indem eine Welle gedreht wird. Die Geschwindigkeitsverände rung ,des Flüssigkeitsgetriebes könnte ent weder dadurch erreicht werden, dass die För dermenge .der Kolbenpumpe oder aber das Verarbeitungsvolumen -des Kolbenmotors oder fluch beide Grössen verändert werden.
Die Veränderung der Fördervolumen erfolgt bei Kolbenmaschinen, deren Zylinder in Stern form angeordnet ist, sowohl beim Pumpen- als auch beim Turbinenteil vorteilhaft durch die Veränderung der Exzentrizität der Kur belzapfen.
Als Regler können beispielsweise normale Kugelregler oder Achsenregler verwendet werden. :Schliesslich können aber auch elek trische Regler, bei denen eine in Abhängig keit von der Drehzahl sich ändernde Span nung zur Beeinflussung .der Regelvorrich tungen oder hydraulische Regler, bei denen ein in Abhängigkeit von der Drehzahl sich ändernder Flüssigkeitsdruck zur Regelung herangezogen wird, Verwendung finden.
Durch die gezeichnete Regeleinrichtung kann bei Fahrzeugen die Geschwindigkeit geändert werden, ohne dass, wie bis anhin, die Brennstoffmenge .des Fährzeuges und das Flüssigkeitsgetriebe des Fahrzeuges für sich eingestellt werden müssen. Der Fahrzeug führer wird durch die Vereinfachung der Bedienung entlastet. Die Regelimpulse könn ten auch mit Hilfe eines kraftschlüssig wir kenden Gestänges übertragen werden.
Als Servomotoren können mechanische, pneumatische, hydraulische oder elektrische Servomotoren verwendet werden. Bei Fahr zeugen kann beispielsweise zum Betrieb der Servomotoren Druckluft oder Drucköl heran gezogen werden. Bei :der Verwendung von Maschinen mit Fremdzündung kann bei spielsweise die Drosselklappe in der Gaszu fuhrleitung bezw. die Drosselklappe des Vergasers verstellt werden. Die Verstellung der Drehzahl kann von Hand oder durch einen Hilfsmotor mittels einer Fernsteuer einrichtung erfolgen.
Bei Einspritzbrennkraftmaschinen kön nen vorteilhafterweise Brennstoffpumpen verwendet werden, bei .denen nicht nur die Brennstoffmenge, sondern auch der Ein- spritzbeginn verändert wird. Es wird damit möglich, bei verschieden grossen Brennstoff mengen und damit verschieden grosser Be lastung die Brennstoffmenge immer in dem für die Verbrennung günstigsten Zeitpunkt in den Arbeitsraum -des Zylinders einzu spritzen.
Internal combustion engine system, in particular for driving vehicles. The invention relates to an internal combustion engine system, in particular for driving vehicles, which has at least one internal combustion engine and at least one fluid transmission for transmitting the power of the internal combustion engine and a regulating device for the amount of fuel in the engine and the power consumption of the fluid transmission.
The inven tion consists in that the organs regulating the amount of fuel and the organs regulating the power consumption of the fluid transmission are influenced by the regulating device in such a way that not only the speed of the engine within a certain degree of irregularity, but also that recorded by the fluid transmission Torque remains practically unchanged.
The operation of power plants with internal combustion engines and fluid drives has the peculiarity that the load and the speed of the internal combustion engine are not related to the law. Such an operation can not only: have the disadvantage that the power plant works uneconomically, but also that individual machine elements can be exposed to high loads under certain circumstances.
The disadvantages mentioned can be avoided by a control device if a legal dependency is maintained between the load on the internal combustion engine and its speed. In this way, a dependency between the combustion pressure and the piston speed can be selected in such a way that the most favorable operating conditions are automatically maintained in all load conditions.
To change the performance of the machine system, the control device for the speed of the internal combustion engine can be used by means of an adjustment device. the setpoint to be set can be changed. By means of a second setting device, in addition to the setpoint for the speed, the following can also be changed: the setpoint for the torque to be absorbed by the fluid transmission.
Both setting devices can necessarily be connected to one another in such a way that a specific setpoint value set by one device is clearly assigned a specific setpoint value of the other setting device. The inevitable connection of the adjustment devices can, for example, be achieved by a cam or by a gear without a cam.
This transmission can, for. B.: by a corresponding lever connection or by non-circular gears. The required Ver position cause.
To change the moment absorbed by a dynamic fluid transmission, either the position of the blades or the depth of the blades or, finally, the curvature of the blades can be changed. These changes can take place on the pump blades as well as on the turbine blades or on the guide blades. When increasing the speed, the setting device can: increase the torque and decrease the speed when the speed is reduced or set the torque to a maximum value at a medium speed and set the torque from the specified average value both when the speed is reduced and when the speed is increased Zoom out moment.
The invention is particularly useful in internal combustion engines with compression ignition if fuel pumps are used in which the change in the amount of fuel is accompanied by a shift in the start of injection.
Such fuel pumps can, for example, have an organ with helical control edges which can be rotated with respect to an organ provided with the opening to be controlled so that not only the amount of fuel but also the start of injection is changed.
The subject of the invention is explained in more detail below with reference to two embodiments shown in simplified form on the drawing, which are provided with an internal combustion engine.
Fig. 1 and 2 show the two Ausfüh insurance examples; 3 shows the fluid transmission of the exemplary embodiments in section; Fig. 4 shows the fuel pump of the embodiments in section; Fig. 5 shows a detail of the fuel pump.
The internal combustion engine 1 drives the fluid transmission 2 via the shaft 3 and the gear train 4 according to FIG.
The power converted by the fluid transmission is then passed on via the reduction gear 5 to the outgoing shaft 6 and from here to the work stations not shown, for example the travel axes of a vehicle. The fuel pump 7 supplies the fuel to the internal combustion engine.
A linkage is provided for changing the amount of fuel and a linkage 9 is provided for changing the action on the fluid transmission.
A pump wheel 11 and a turbine wheel 12 are arranged in the liquid circuit 10 of the liquid transmission (FIG. 3). By means of the linkage 9, the blades of the pump wheel 11 can be rotated via a screw gear 13 and an angle drive 14. Depending on the angle of attack, which is given to the profile of the pump blades in relation to the flow of liquid, changes at a certain speed of the shaft 3, the not agile to drive it.
The hydraulic power of the fluid flow is transmitted to the blades of the turbine wheel 12, and the power is transmitted from the turbine wheel via the reduction gear 5 to the shaft 6. Depending on the operating conditions, the power introduced into the transmission by shaft 3 is passed on through shaft 6 at a more or less reduced speed, but with increased torque.
The fuel pump 7 (Fig. 4) is designed to be adjustable in that the sleeve 15 and the pump piston 1,6 in the pump cylinder 17 can be rotated by means of a rack of the linkage 8. After the pump piston has been rotated (FIG. 5), the inclined control edges 18 and 19 will cover the relief opening 20 during other times, so that the delivery time and the delivery volume in area R are changed between the values F 1 and F'2. The value I ', for example, corresponds to the smallest funding respectively. the smallest torque, while the value 1 'g. the largest conveyance or. corresponds to the greatest torque.
The injection then takes place for the smallest amount during the injection angle a (FIG. 4) and for the maximum amount during the injection angle a =. It can be seen from FIG. 4 that the start of injection takes place earlier in the case of a large quantity than in the case of a small quantity.
The control device has a centrifugal force regulator 21, on whose sleeve 22'1 the angle lever 23 is hinged. The regulator is loaded by a spring 24, the tension of which can be changed by moving the plate 25 that loads the spring. To change the spring tension is a threaded and provided to prevent rotation with a square spindle 26 is arranged, which is pushed ver when rotating the nut designed as a gear 2 7 by the handwheel 28 in the longitudinal direction. During this shift, apart from the spring plate 25 by means of the rod 29, the cam track 30 and from this by means of the rod 31 the slide sleeve 3: 2 is adjusted in the longitudinal direction.
On the angle lever 26 on the one hand the Ge rod 8 for setting the fuel pump and on the other hand the linkage 3.3 of the slide 36 is articulated. Depending on the opposite position of the sleeve .32 and the slider 36f, the pressure medium from the line 37 is either directed to one or the other side of the servomotor piston 38 and the pressure medium displaced in the cylinder 39 is diverted, or inflow and outflow ver locks so that the piston 38 remains at rest. The position of the control device shown in FIG. 1 corresponds to an average output. The position of the fuel control rod 8 and the control elements 15 and 16 .der.
The fuel pump is clearly assigned to the position of the controller 21. The position of the blades of the pump wheel 11 set by the servomotor piston 38, the linkage 9 and the gear 13, 14 corresponds to the load on the machine system in the steady state. The position of the control slide valve -36 relative to the sleeve 32 is then such that pressure medium can neither flow to one nor the other side of the piston 3.8. A movement of the linkage 9 and thus a rotation of the blades of the pump wheel does not take place.
If the resistance on shaft 6 increases, which is the case, for example, when a vehicle drives up a steep incline, a drop in speed initially occurs on shaft 6 and thus on turbine wheel 1'2 (FIG. 3). The drop in the speed increases the resistance, which the liquid flow 10 encounters, so that its speed is also reduced. However, the reduction in the flow rate requires a greater angle of attack of the pump blades 11 in, the liquid flow 1.0; this increases the rotational resistance of the pump wheel and the shaft 3, and thus the load on the internal combustion engine 1.
As a result, the speed of the machine initially falls, so that the weights of the controller 21 inwards and the sleeve 212 downwards, whereby on the one hand the fuel pump 7 is set to higher fuel delivery via the linkage 8 and on the other hand the slide 316 to the left is pulled. It is thereby: the pressure medium from the line 37 the supply occurs on the left side of the servomotor piston 38 @: opened.
At the same time, the pressure medium displaced on the right side can flow out into the drain. The result is a movement of the piston 38 to the right. The movement thus imposed on the control linkage 9 and the drives 13 and 14 causes a reduction in the angle of attack of the blades 11. This reduces the amount of liquid conveyed by the pump and thus the flow rate 10 as well as that absorbed by the pump wheel Moment scaled down.
The speed of the internal combustion engine 1 increases again as a result of the reduction in torque, until the slide 36 closes the openings in the sleeve 32 again - not shifted during the control process. Then the linkage <B> 313 </B>, the angle lever 2-3, the linkage 8, the control device of the pump 7 and the controller 211 again have the same position as before the control process. The machine develops its original torque again at the original speed and is therefore subject to the same operating conditions as the one.
If the load on the shaft 6 is relieved, for example when the vehicle drives up a ge smaller uphill or downhill gradient, the torque imposed on the impeller 11 and shaft 3 is initially reduced, which means that the internal combustion engine starts up faster turn off. The flyweights of the regulator 21 are pushed outwards and the sleeve 22 is raised. As a result, the amount of fuel from the pump 7 is initially reduced and, by moving the slide 36 to the right, the hydraulic fluid is controlled so that the piston 38 moves to the left. The pump blades of the fluid gear are given a larger angle of attack. They oppose the shaft 3 with a greater moment of resistance.
This causes a speed drop in the internal combustion engine, which lasts until the slide 36 has closed the control opening again and the slide 36 and the controller 21 return to their starting position, that is, when the machine starts up again original speed rotates, the fuel pump delivers the original amount of fuel again, and the torque has the old value again.
If, for example, to accelerate the journey, greater power can be taken from the internal combustion engine, then by lowering the spring plate 25 and the inevitably associated lifting of the cam 3.0, the tension of the spring 24 is increased and the sleeve 32 can be moved to the left.
Two events will then be played back simultaneously. On the one hand, the sleeve 212 will lower downward, so that the amount of fuel delivered by the pump 7 is increased. On the other hand, in accordance with the shape of the cam track 30, the blades of the pump impeller 11 are given a new position which increases the torque applied to the internal combustion engine 1. The extent to which the torque is increased depends on the shape of the cam track 30, and this is expediently such that the load that is most beneficial for operation results at the speed set by the controller 21.
If the spring plate 215 is raised and thus the cam track 30 is lowered, the reverse process occurs. the speed of the internal combustion engine is reduced and the torque to be performed by it is also reduced.
The control device according to FIG. 2 has a servomotor between the controller 21 and the control linkage 8 of the fuel pump 7. The lever 40 articulated on the sleeve 22 initially influences a control slide 41, which controls the supply and discharge of pressure medium to the BEZW. from the cylinder 42 of the servomotor. If the slide 41 rises, the piston 43 is lowered. Conversely, the piston 43 increases when the control slide 41 decreases.
The lever 40 is hinged to the Ge linkage 8, so that it simultaneously acts as a feedback and each controller position is clearly assigned a position of the controller linkage 8. In addition, the linkage of the regulator 21 and .die cam track 30 attack a lever 45 and the control slide 46 of the servo motor .3,8,, 39 has no movable sleeve.
The mode of operation of the control device according to FIG. 2 is the same as that of the control device according to FIG. 1. Its advantage is that there is no sticking in the case of resistances in the control linkage 8, respectively. that a small controller is sufficient for large actuating forces.
The relationship between the speed and the torque can also be achieved by another gear instead of a cam gear. This transmission can also be arranged, for example, in the linkage between the controller and the control element of the fuel pumps. For example, the pivot point of the angle lever in the linkage 8 could be displaceable by means of the adjustment device for the torque. In addition, a spring could also be switched on in the adjusting device for the torque, which spring is blocked by a stop after a certain value, so that from then on only the speed can be adjusted.
Power plants according to the invention who are used with advantage for driving rail vehicles. But they can just as well be used to drive example, road vehicles or off-road vehicles. Even power-taking machines, such as processing machines, machine tools, etc. or machines for driving cable ways or elevators could be driven ben by a power plant according to the invention.
As an internal combustion engine, a hot-head engine or an internal combustion engine operating with spark ignition, for example a light oil engine or a gas engine, can also be used.
It can sialrräder fluid transmission with Ach, whose. , Blades are helical, can be used. The fluid circuits can have the shape of a torah or some other closed ring. It is also possible to use fluid transmissions in which the power is transmitted through radially acting wheels. (Both: the pump wheels as well as the turbine wheels and also the guide wheels can have several blade rings, whereby the blades do not have to follow one another in the sense of the liquid flow.
It can, for example, be turned on between two rings of one wheel of one or more rings of one or more other wheels. To change the application of the blade wheels, for example, individual blade rings of the pump wheel, the turbine wheel or the diffuser can be pulled out of the fluid circuit. This changes the depth of the blades in question. The blades can also be arranged to be rotatable about any axis; when twisting, the flow resistance, the speed and the direction of the flow are changed.
Finally, fluid gears can also be used which have flexible blades on the pump or turbine wheel or in the diffuser, the curvature of which can be changed. All possible oils, petroleum and other liquids can be used as operating media for the liquid gear units.
Instead of the hydrodynamic transmission described, a hydrostatic transmission could also be used, in which liquid is conveyed under increased pressure into a second piston machine by means of a piston machine, in which the work of the liquid is converted back into mechanical work by a Shaft is rotated. The change in speed of the fluid transmission could either be achieved by changing the delivery rate of the piston pump or the processing volume of the piston motor, or even both variables.
The change in delivery volume takes place in piston machines, the cylinder of which is arranged in a star shape, belzapfen both in the pump and in the turbine part, advantageously by changing the eccentricity of the cure.
Normal ball controllers or axis controllers, for example, can be used as controllers. : Finally, electrical controllers can also be used in which a voltage that changes depending on the speed is used to influence the control devices, or hydraulic controllers in which a fluid pressure that changes depending on the speed is used for control .
The control device shown allows the speed of vehicles to be changed without the need to adjust the fuel quantity of the vehicle and the fluid transmission of the vehicle, as has been the case up to now. The vehicle driver is relieved by the simplification of the operation. The control impulses could also be transmitted with the help of a force-fit we kenden linkage.
Mechanical, pneumatic, hydraulic or electrical servomotors can be used as servomotors. In vehicles, for example, compressed air or pressurized oil can be used to operate the servo motors. When using machines with spark ignition, for example, the throttle valve in the gas supply line can bezw. the throttle valve of the carburetor can be adjusted. The speed can be adjusted by hand or by an auxiliary motor by means of a remote control device.
In the case of injection internal combustion engines, fuel pumps can advantageously be used in which not only the amount of fuel but also the start of injection is changed. It is thus possible, with different amounts of fuel and thus different amounts of loading, to always inject the amount of fuel into the working chamber of the cylinder at the most favorable time for combustion.