DD145305A1 - VALVE CONTROL FOR STARTING FOUR-STICK THYEL ENGINES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Ventilsteuerung zum Anlassen von Viertaktdieselmotoren, insbesondere von hochaufgeladenen Viertaktdieselmotoren in V-Bauart mit niedriger Zylinderzahl und kleinem V-Winkel. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, auch für Viertaktdieselmotoren dieser Bauart das pneumatische Anlassen aus jeder beliebigen Kurbelstellung zu ermöglichen. Dadurch wird die Ausrüstung der Motoren mit Anlaßmotoren und der dazu erforderliche Aufwand vermieden. Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß die Anlaßnocken und auf der Steuerwelle zusätzlich angeordnete Auslaßnocken mit jeweils zwei Nockenerhebungen für eine Steuerung der Anlaß- und Auslaßventile nach dem Zweitaktverfahren ausgebildet sind und nur beim Anlaßvorgang über Betätigungsorgane mit diesen in Verbindung stehen. Die Umstellung von der Betriebsstellung in die Anlaßstellung und umgekehrt erfolgt durch Verschieben der Steuerwelle.The invention relates to a valve control system for starting four-stroke diesel engines, in particular low-number-of-charge, small V-number, highly-charged V-type four-stroke diesel engines. The object of the invention is to allow pneumatic starting from any crank position even for four-stroke diesel engines of this type. As a result, the equipment of engines with starter motors and the required effort is avoided. The features of the invention are that the starting cam and additionally arranged on the control shaft exhaust cam are formed with two cam lobes for a control of the starting and exhaust valves by the two-stroke process and are only in the starting process via actuators in connection with these. The changeover from the operating position to the starting position and vice versa is done by moving the control shaft.
Description
~ί- 215 5 54~ ί- 215 5 54
Titel der ErfindungTitle of the invention
Ventilsteuerung zum Anlassen von Viertaktdie selmotorenValve control for starting four-stroke diesel engines
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilsteuerung zum Anlassen von Viertaktdieselmotoren, insbesondere von hochaufgeladenen Viertaktdieselmotoren in V-Bauart mit niedriger Zylinderzahl und kleinem V-Winkel.The invention relates to a valve control system for starting four-stroke diesel engines, in particular low-number-of-charge, small V-number, high-loading V-type four-stroke diesel engines.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Es ist bekannt, Viertaktdieselmotoren mit.,pneumatischer Anlaßvorrichtung mit durch Nocken gesteuerten Anlaßventilen zu versehen, durch die die Kolben beim Anlaßvorgang entsprechend der Zündfolge mit Druckluft beaufschlagt werden. Die Summe der AnIaßdrehmomente bewirkt eine Bewegung der Kurbelwelle bis zur Erreichung der erforderlichen Anlaßdrehzahl (DE-PS 868 376). ' >It is known to provide four-stroke diesel engines with., Pneumatic starting device with cam-controlled starting valves, through which the pistons are acted upon during the starting process according to the firing order with compressed air. The sum of the AnIaßdrehmomente causes a movement of the crankshaft until reaching the required starting speed (DE-PS 868 376). '>
Bei hochaufgeladenen Viertaktdie selmotoren in V-Bauart mit niedriger Zylinderzahl und kleinem V-VVinkel um 45° ist jedoch ein pneumatisches Anlassen aus jeder beliebigen Kurbelstellung nicht möglich (DE-OS 2002 982). Ein V-Motor mit 8 Zylindern und einer teilsymmetrischen Kreuzwelle besitzt bei einem V-Winkel von 45" Zündabstände von· 45°i 90° und 135 0KW und mit der vollsymmetrischen Kurbel-.welle Zündabstände von abwechselnd 45° und 135 0IiW. Da beiHowever, in highly supercharged four-stroke V-type diesel engines with a low number of cylinders and a small V-V angle of 45 °, pneumatic starting from any crank position is not possible (DE-OS 2002 982). A V-engine with 8 cylinders and a partially symmetrical cross shaft has at a V-angle of 45 "firing intervals of · 45 ° i 90 ° and 135 0 KW and with the fully symmetrical crankshaft. Ignition intervals of alternately 45 ° and 135 0 IiW. There at
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hochaufgeladenen Dieselmotoren das Auslaßventil bereits 50° bis 60 0KW vor dem unteren Totpunkt des Kolbens öffnet, bleibt für den Anlaßvorgang nur ein Winkelbereich, von 120°, so daß bei Zündabständen von 135 0KW der Motor nicht mehr aus jeder beliebigen Kurbel st ellung angelassen v/erden kann. V-Motoren mit 6 Zylindern und einem V-Winkel von 45° besitzen sogar Zündabstände von abwechselnd 45° und 195 0KW und damit einen Kurbelwinkelbereich von 75°5 in dem kein Anlaßdrehmoment erzeugt werden kann.supercharged diesel engines, the exhaust valve already 50 ° to 60 0 KW before the bottom dead center of the piston opens, remains for the starting process only an angular range of 120 °, so that at ignition intervals of 135 0 KW the engine no longer cranked from any crank position can / can ground. V-engines with 6 cylinders and a V-angle of 45 ° even have firing intervals of alternately 45 ° and 195 0 KW and thus a crank angle range of 75 ° 5 in which no starting torque can be generated.
Diese Motoren müssen daher mit einem pneumatisch oder elektrisch betriebenen Anlaßmotor ausgerüstet werden, um sie im Einsatzfall sofort anlassen zu können.These motors must therefore be equipped with a pneumatically or electrically operated starter motor in order to be able to start them immediately in the application.
Nachteilig dabei ist der hohe Luftbö.darf bzw. die Abhängigkeit von einer Stromquelle und der für einen derartigen Antrieb am Motor zu realisierende große AufwandThe disadvantage here is the high Luftbö.darf or the dependence on a power source and to be realized for such a drive on the engine great expense
Das pneumatische Anlasseh wird daher besonders bei großen Dieselmotoren bevorzugt. The pneumatic Anlasseh is therefore particularly preferred for large diesel engines.
Ziel der Erfindung 'Object of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht in d.er Senkung des Aufwandes für das Anlassen von insbesondere hochaufgeladenen Viertaktdie se !motoren in V-Bauart mit niedriger Zylinderzahl und kleinem V-Winkel.The object of the invention is to reduce the cost of starting particularly high-turbocharged V-type low-V, low-V-ratio four-stroke engines.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere für hochatifgeladene-; Viertaktdieselmotoren in V-Bauart mit niedriger Zylinderzahl und kleinem V-Winkel das pneumatische Anlassen aus jeder beliebigen Kurbelstellung zu ermöglichen. Erfinäungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Anlaßnocken und auf der Steuerwelle zusätzlich angeordnete Auslaßnocken mit jeweiiLs zwei üTockenerhebungen für eine Steuerung der Anlaß- und Auslaßventile nach dem Zweitaktverfaliren ausgebildet sind und nur beim Anlaßvor-gang über BetätigungsorganeThe invention is based on the object, especially for hochatifgeladene-; V-type four-stroke diesel engine with low number of cylinders and small V-angle to allow pneumatic starting from any crank position. Erfinäungsgemäß the object is achieved in that the starting cam and additionally arranged on the control shaft exhaust cams with jeweiiLs two üTockenerhebungen for a control of the starting and exhaust valves after the two-stroke Verfaliren are formed and only during the starting process via actuators
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mit diesen in Verbindung stehen. Die Umstellung von der Betriebsstellung in die Anlaßstellung und umgekehrt erfolgt beispielsweise durch Verschieben der Steuerwelle.communicate with them. The changeover from the operating position to the starting position and vice versa takes place, for example, by shifting the control shaft.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung wird nachstehend näher erläutert. Ein Viertaktdieselmotor in V-Bauart weist zur Steuerung der Gaswechselventile zwei mit Nocken versehene Steuerwellen auf. Die Hocken besitzen eine Nockenerhebung, so daß bei halber Drehzahl der Steuerweilen gegenüber der Kurbelwelle die Ventile jeweils nach zwei Umdrehungen der Kurbelwelle betätigt werden. Auf den Steuerwellen sind zusätzlich für jeden Zylinderabschnitt zwei Nocken zur Steuerung des Anlaßventils und des Auslaßventils angeordnet, die zwei Nockenerhebungen besitzen. Die Steuerwellen sind in bekannter Weise verschiebbar. In einer Steuerwellenstellung erfolgt das Anlassen der Brennkraftmaschine. Die .Steuerung der Anlaßventile und der Auslaßventile wird dabei nach dem Zweitaktverfahren mit Hilfe der mit zwei Nockenerhebungen versehenen Nocken vorgenommen, so daß bei jeder Kurbelwellenumdrehung die Ventile einmal betätigt werden. Im oberen Totpunkt des Kolbens Öffnet das Anlaßventil und die in den Verbrennungsraum einströmende Anlaßdruckluft bewegt den Kolben nach unten. Im unteren Totpunkt bzw. kurz davor öffnet das Auslaßventil und die Druckluft entweicht aus dem Zylinder. Die Einlaßventile bleiben beim Anlaßvorgang ständig geschlossen. Es ist aber auch beispielsweise möglich, anstelle der Auslaßventile die Einlaßventile für den Auslaß der Anlaßdruckluft einzusetzen.The invention will be explained in more detail below. A V-type four-stroke diesel engine has two camshaft control shafts to control the gas exchange valves. The squats have a cam lobe, so that at half the speed of the Steuerwohl against the crankshaft, the valves are operated after two revolutions of the crankshaft. On the control shafts, two cams for controlling the starting valve and the exhaust valve are additionally arranged for each cylinder portion, which have two cam lobes. The control shafts are displaceable in a known manner. In a control shaft position, the starting of the internal combustion engine takes place. The .Seuerung the starter valves and the exhaust valves is made according to the two-stroke process using the provided with two cam lobes cams, so that at each crankshaft revolution, the valves are operated once. At the top dead center of the piston opens the starter valve and the inlet pressure air flowing into the combustion chamber moves the piston downwards. At bottom dead center or shortly before the exhaust valve opens and the compressed air escapes from the cylinder. The intake valves remain constantly closed during the starting process. But it is also possible, for example, instead of the exhaust valves to use the inlet valves for the outlet of the tempering compressed air.
Nach Erreichen der Anlaßdrehzahl wird die Steuerwelle verschoben, die Steuerung der Ein- und Auslaßventile übernehmen nun die Nocken für den Betriebszustand, und es beginnen die ' Kraftstoffeinspritzungen.After reaching the starting speed, the control shaft is moved, the control of the intake and exhaust valves now take over the cams for the operating condition, and it start the 'fuel injections.
Durch die beim Anlassen der Brennkraftmaschine vorgenommene Umstellung vom Viertakt- auf das Zweitaktverfahren v/erden dieDue to the changeover from four-stroke to two-stroke v / grounding when the engine is started, they are grounded
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i>ei hochaufgeladenen Vie rtakt die se !motoren in V-Bauart mit niedrigen Zylinderzahlen und kleinem V-V/inkel auftretenden großen Zündabstände so verringert, daß ein pneumatisches Anlassen der Brennkraftmaschine aus jeder beliebigen Kurbelstellung erfolgen kann.A supercharged Vie rtakt the se! V-type engines with low cylinder numbers and small V-V / inkel occurring large ignition intervals so reduced that a pneumatic starting of the engine can be made from any crank position.
Ein Viertaktdieselmotor in V-Bauart mit 6 Zylindern und einem V-Winkel von 45° besitzt Zündabstände von abwechselnd 45° und 195 0KW. Da durch die Ventilüberschneidung für den Anlaßvorgang je ZyIindereinheit nur etwa 120 0KW zur Verfugung stehen, kann in einem Kurbelwinkelbereich von 75° kein Anlaßdrehmoment erzeugt werden. Bleibt der Motor in einer solchen Stellung stehen, ist ein sofortiges pneumatisches Anlassen nicht möglich. Beim Anlassen nach dem Zweitaktverfahren betragen die Zündabstände 45° und 75 0KW und die Steuerung der Auslaßventile erfolgt so, daß über einen Bereich von nahezu 180 0ICW ein AnI aß drehmoment entsteht. Dieser'Motor kann nach dem Zweitaktverfahren mit nur einer Reihe angelassen werden, da hierbei die Zündabstände 120 0KlY betragen. Bei der anderen Zylinderreihe kann nach Erreichen der vorgegebenen Anlaßdrehzahl die Einspritzung und Zündung eingeleitet v/erden, so daß die Anlaßsteuerwelle ohne Zündungen in die Betriebsstellung zurückverschoben werden kann und dann erst bei dieser die Einspritzung einsetzt.A four-stroke diesel engine in V-type with 6 cylinders and a V-angle of 45 ° has ignition intervals of alternately 45 ° and 195 0 KW. Since only about 120 0 KW are available for the starting process per ZyIindereinheit by the valve overlap, no cranking torque can be generated in a crank angle range of 75 °. If the engine remains in such a position, an immediate pneumatic starting is not possible. When starting after the two-stroke process, the ignition intervals 45 ° and 75 0 KW and the control of the exhaust valves is such that over a range of almost 180 0 ICW an AnI ate torque arises. This' engine can be started after the two-stroke process with only one row, since in this case the firing intervals 120 0 KlY amount. In the other row of cylinders, the injection and ignition can be initiated v / ground after reaching the predetermined starting speed, so that the starter control shaft can be moved back without ignitions in the operating position and then only at this injection begins.
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