DE1576327C - Drehzahlregeleinrichtung für Schiffdieselmotoren - Google Patents

Description

vorgegebenen Wertes verhindert, sobald die Motordrehzahl unter ..eine Grenzdrehzahl abfällt, und welche andererseits eine weitere Verringerung der angeführten Kraftstoffmenge auf Werte unterhalb . des vorgegebenen Wertes zuläßt, solange die Motordrehzahl oberhalb der Grenzdrehzahl liegt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich an Hand der Unteransprüche (Ansprüche 2 bis 5).

Die Erfindung soll nunmehr im folgenden näher beschrieben werden, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigt

F i g. 1 eine Kurve, die bei einer bestimmten Motorbelastung den benötigten Kraftstoffverbrauch pro Zeiteinheit in Abhängigkeit der in Prozent des maximal vertretbaren Wertes ausgedrückten Drehzahl wiedergibt; die gestrichelte Fläche entspricht dabei dem Funktionsbereich, in welchem die erfindungsgemäße Drehzahlregeleinrichtung die Motorsteuerung beeinflussen soll,

F i g. 2 ein Blockdiagramm einer Regeleinrichtung gemäß dem Stand der Technik,

F i g. 3 ein. Blockdiagramm einer Drehzahlregeleinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und

F i g. 4 eine schematische Ansicht der Einzelteile einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehzahlregeleinrichtung.

In Fi g. 2 bezeichnet das Symbol BT den Brückentelegraph, mit welchem der Regler G betätigt wird, der wiederum auf die Einspritzpumpe FF des Schiffsmotors .E einwirkt. Die Schiffswelle und der Propeller sind ebenfalls auf dieser Figur eingezeichnet. Diverse Pfeile stellen die funktionellen Verbindungen zwischen den verschiedenen Elementen her; der am unteren Teil der Figur gezeigte Pfeil symbolisiert den Rückkopplungsweg von dem Motor zurück zum Regler.

In der in F i g. 3 gezeigten Anordnung bezeichnen die Bezugszeichen BT, G, FP und E gleiche Komponenten wie in Fig. 2. Fig. 3 enthält jedoch zwei zusätzliche Elemente, d. h. einen weiteren Regler G₁ und einen Wähler 5, der mit den Ausgängen der Regler verbunden ist und dessen Ausgang mit der Kraftstoffeinspritzpumpe FP verbunden ist. Auch in diesem Fall ist eine Rückkopplung vorgesehen, und zwar von dem Motor zu jedem der beiden Regler G und G₁. Der Regler G wird von der Brücke aus durch den Telegraphen BT gesteuert und ist in konventioneller Art gebaut. Hingegen ist der Regler G₁ entsprechend dem vorliegenden Erfmdungsgedanken ausgeführt. Während der Brückentelegraph den Regulator G mit einem nominalen Wert versorgt, werden vom Motor E die tatsächlichen Betriebswerte an die zwei Regler geleitet. Die Kraftstoffeinspritzpumpe FP wird deshalb in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Wählers S gesteuert, der schematisch erkennen läßt, daß die Steuerfunktion auch vom Regler G₁ ausgeübt werden kann.

Der Regler G₁ stellt eine Regelblockierung dar, die entweder mechanisch oder durch irgendeine passende Weise, d. h. durch hydraulische oder pneumatische Vorrichtungen erreicht werden kann. Bei der speziellen Ausführungsform der Erfindung — gemäß der Darstellung in F i g. 4 — wurde eine rein mechanische Konstruktionsweise verwendet. Die in dieser Figur gezeigte Einrichtung besteht aus einer Schubstange, die gegen oben hin einen flachen Teil 1 und gegen unten hin einen zylindrischen Teil 2 aufweist, der mit der Kraftstoffeinspritzpumpe FP ver-, bunden ist. Der flache Teil 1 der Schubstange weist ein Langloch 3 auf, durch welches sich ein von einem Formteil 5 gehaltener Bolzen 4 in seitlicher Richtung hindurch erstreckt. Das Formteil 5 ist an einem Hebelarm 6 befestigt, der an einer horizontalen Welle 7 schwenkbar gelagert ist. Die horizontale Welle 7 stellt die Steuerwelle des Reglers dar. Der Bolzen 4 ist an dem seitlichen Ansatz einer weiteren

ίο Schubstange 9 befestigt, die ebenfalls ein Langloch 10 aufweist. Letzteres wird von einem Bolzen 11 durchsetzt, der am oberen Ende einer Befestigungsplatte 12 befestigt ist. Am unteren Ende dieser Befestigungsplatte 12 ist ein weiterer Hebelarm 13 an einem Bolzen 14 so gelagert, daß derselbe Schwenkbewegungen um diesen Bolzen ausführen kann. Am oberen Ende des Hebelarms 13 sind ferner ein die Schubstange 9 umfassender Winkel 15 und eine drehbare an einem Bolzen 17 befestigte Rolle 16 angebracht. In der gezeigten Position gemäß Fig. 4 berührt die Rolle 16 die obere Fläche eines an der Schubstange 9 befestigten Ansatzes 18. Der Hebelarm 13 ist um den Bolzen 14 schwenkbar und wird in seiner seitlichen Stellung von einem Solenoid 19 bewegt, dessen elektrische Leitungsanschlüsse durch das Bezugszeichen 20 bezeichnet sind. Das Steuergestänge 22 der Tauchspule 19 ist mittels eines Bolzens 21 am Hebelarm 13 schwenkbar befestigt.
Die Funktionsweise der oben beschriebenen Vorrichtung ist folgende: Sobald der Motor läuft, wird die Schubstange 1, 2 mittels einer Feder nach abwärts gedrückt, so daß das obere Ende des Langloches 3 den Bolzen 4 berührt. Solange die verschiedenen Teile der erfindungsgemäßen Einrichtung Stellungen gemäß F i g. 4 einnehmen, kann die Steuerwelle 7 nur in solcher Richtung gedreht werden, daß der Bolzen 4 sich nach abwärts bewegt. Dies bedeutet, daß die Schubstange 1, 2 ebenfalls nur nach abwärts geschoben werden kann, so daß sich die Einstellung der Einspritzpumpe nur in dem Sinn einer Vergrößerung der eingespritzten Kraftstoffmenge, d. h. einer Erhöhung der Motorleistung verändert.

Eine Drehung der Steuerwelle 7 in entgegengesetzter Richtung, was eine Verringerung der eingespritzten Kraftstoffmenge zur Folge haben würde, ist nicht möglich, da dies eine Aufwärtsbewegung der Schubstangen 1, 2 und 9 erfordern würde und eine solche Bewegung durch das Anstoßen des Ansatzes 18 auf der Rolle 16 verhindert wird. In anderen Worten bedeutet dies, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Minimumbegrenzung der eingespritzten Kraftstoffmenge pro Zeiteinheit darstellt.

Diese Blockierungseinrichtung wird bei einer bestimmten Motordrehzahl automatisch unterbrochen, indem über ein Relais das Solenoid 19 unter Strom gesetzt und der Hebelarm 13 um den Bolzen 14 verschwenkt wird, wodurch die Rolle 16 die Berührung mit dem Ansatz 18 verliert. Sobald dies eintritt, erlaubt die Schubstange 9 eine Drehung der Steuerwelle 7 in der blockierten Richtung, so daß der Bolzen 4 und die Schubstange 1, 2 aufwärts bewegt werden.

Die oben beschriebene und in F i g. 4 gezeigte Einrichtung stellt ein praktisches Anwendungsbeispiel der Erfindung dar, bei dem in Abhängigkeit von der Motordrehzahl eine Blockiereinrichtung für zwei Positionsbereiche vorgesehen ist. Der Erfindungsgedanke soll jedoch auch Konstruktionen umfassen,

bei welchen das Blockierglied verschiedene stufenförmig ansteigende oder kontinuierlich veränderliche Regelpositionen aufweist. Durch eine entsprechende Veränderung der Einrichtung gemäß Fig. 4 kann eine solche Funktionsweise sehr leicht erreicht werden, indem z. B. dem Ansatz 18 eine passende Form gegeben wird, wodurch der Hebelarm 13 in Abhängigkeit der Motordrehzahl verschiedene Positionen einnehmen bzw. die Rolle 16 die Aufwärtsbewegung der Stange 9 entsprechend steuern kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 wünschten und der tatsächlich vorhandenen Drehzahl Patentansprüche: des Motors eine Kraftstoffeinspritzanlage des Motors steuert. Bei Schiffdieselmotoren wird Drehzahl und abge-

1. Drehzahlregeleinrichtung für Schiffsdiesel- 5 gebene Leistung durch die Einstellung der Kraftstoffmotoren mit einem Regler, welcher, in Abhänig- einspritzpumpe bestimmt. Diese Pumpe wird normakeit von einem zugeführten Sollwert und einem lerweise von einem am Motor befestigten Regler geistwert, entsprechend der gewünschten und der steuert, der seinerseits von der Brücke des Schiffes tatsächlich vorhandenen Drehzahl des Motors aus verstellt werden kann. Die verwendeten Regler eine Kraftstoffeinspritzanlage des Motors steuert, io sind in der Regel Fliehkraftregler, bei welchen eine dadurch gekennzeichnet, daß der Reg- zufriedenstellende Steuerung über einen weiten Drehler eine drehzahlgesteuerte Blockiereinrichtung zahlbereich schlecht erreichbar ist. Da vor allem der (G₁, S, 16,18) aufweist, welche einerseits bei Ver- . Motordrehzahlbereich unter Normallast gut regelbar minderung der Belastung des Motors (E) eine sein muß, erweist sich die Steuerung bei niedrigen Verringerung der zugeführten Kraftstoffmenge 15 Drehzahlen meistens als unzureichend. Dabei treten auf Werte unterhalb eines vorgegebenen Wertes oft Störungen auf, die eine Übersteuerung zur Folge verhindert, sobald die Motordrehzahl unter eine haben, so daß sich bei gewissen Drehzahlen unstabile Grenzdrehzahl abfällt, und welche andererseits Zustände ergeben. Das Regelsystem kann sich somit eine weitere Verringerung der zugeführten Kraft- erst nach Durchgang durch eine Übergangsphase stoffmenge auf Werte unterhalb des vorgegebenen so stabilisieren. Dies kann bewirken, daß die Motor-Wertes zuläßt, solange die Motordrehzahl ober- drehzahl unter die sogenannte Entzündungsdrehzahl halb der Grenzdrehzahl liegt. abfällt, welche die niedrigste Drehzahl darstellt, bei

2. Drehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 1, welcher der Schiffdieselmotor arbeiten kann.
dadurch gekennzeichnet, daß die Blockiereinrich- In der Praxis wird das oben beschriebene Problem tung (16,18) einen Ansatz (18) aufweist, welcher as dadurch kompliziert, daß eine bestimmte Einstellung die Verschiebung eines die Kraftstoffzufuhr steu- der Einspritzpumpe für den Kraftstoff nicht unverernden, beweglichen Elementes (1, 2, 9, 16) in änderlich einer festgesetzten Motordrehzahl ent-Richtung auf eine Verminderung der zugeführten spricht, weil die Motorbelastung ebenfalls berück-Kraftstoffmenge auf Werte unterhalb eines be- sichtigt werden muß. Wenn der Regler mit einer stimmten Wertes verhindert, und daß eine von 30 Blockiervorrichtung versehen ist, welche so einder Drehzahl des Motors (E) abhängige Betäti- gestellt ist, daß die Motordrehzahl im Leerlauf nicht gungseinrichtung (19, 20, 21, 22) vorgesehen ist, unter Entzündungsdrehzahl abfallen kann, so ist es welche eine Freigabe des Ansatzes (18) bewirkt, einleuchtend, daß mit dieser Einstellung der Schiffsobald die Drehzahl des Motors (E) oberhalb dieselmotor unter Belastung nicht funktionsfähig ist. eines bestimmten Wertes ist. 35 Wenn jedoch die Einstellblockierung des Regulators

3. Drehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 2, so eingestellt wird, daß die Blockierung bereits bei dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche einem genügend hohen Wert eintritt, bei welchem Element ein in Längsrichtung beweglicher Stab die Entzündungsdrehzahl selbst unter Belastung auf-(1, 9) ist, welcher in Richtung auf eine Erhöhung rechterhalten wird, so ist es unmöglich, die zugeder zugeführten Brennstoffmenge unter Feder- 40 führte Kraftstoffmenge unter diesen Wert zu verspannung steht, und daß dieser Stab (1, 9) mit ringern. Dies hat zur Folge, daß der Schiffdieselmotor einem Längsschlitz (3) versehen ist, in welchen mit überhöhter Drehzahl läuft, wenn sich die Last ein in Abhängigkeit von der Drehzahl bewegter plötzlich verringert bzw. verschwindet, weil eine Stift (4) eingreift, wobei die Position des Stabes solche Blockiervorrichtung die notwendige Vermin-(1, 9) und damit die Größe der zugeführten 45 derung der Einstellung der Einspritzpumpe aus-Kraftstoffmenge durch das Anstoßen des Stiftes schließt. In der Praxis tritt dieser Fall vor allem auf, (4) an einem Ende des Schlitzes (3) bestimmt ist. wenn Schiffe in schwerer See fahren, weil dabei die

4. Drehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 3, Schiffspropeller von Zeit zu Zeit Kontakt, mit dem dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (4) an Wasser verlieren und somit innerhalb der Luft frei einem in Längsrichtung des Stabes beweglichen 5° rotieren können. .

" Arm (6) befestigt ist und daß die Blockiereinrich- Demzufolge ist es Ziel der vorliegenden Erfindung,

tung (16,18) eine an einem schwenkbaren Hebel eine Djrehzahlregeleinrichtung eingangs angegebener (13) befestigte Rolle (16) aufweist, welche in Gattung zu schaffen, welche diese obengenannten Eingriff mit dem Ansatz (18) gelangt. Nachteile nicht aufweist und welche auf der einen

5. Drehzahlregeleinrichtung nach einem der 55 Seite erlaubt, die Einstellung der Kraftstoffspritz-Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß pumpe bis auf Null bzw. praktisch bis auf Null zu die Betätigungseinrichtung ein Solenoid (19) ist. verringern, wenn die Motorbelastung plötzlich wegfällt, und welche auf der anderen Seite verhindert, daß die Motordrehzahl unterhalb des Entzündungs-

60 wertes fällt — d. h. der Schiffdieselmotor unabsicht-

. Hch zum Stehen gebracht wird, wenn im niedrigen

Drehzahlbereich eine plötzliche Steigerung der Motorbelastung eintritt.

' · Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehzahl- 65 der Regler eine drehzahlgesteuerte Blockiereinrich-

regeleinrichtung für Schiffdieselmotoren mit einem tung aufweist, welche einerseits bei Verminderung

Regler, welcher, in Abhängigkeit von einem zugeführ- der Belastung des Motors eine Verringerung der zuten Sollwert und einem Istwert, entsprechend der ge- geführten Kraftstoffmenge auf Werte unterhalb eines