DE1628167B1 - Regeleinrichtung für einen von einem Verbrennungsmotor angetriebenen Kompressor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für einen von einem Verbrennungsmotor angetriebenen Kompressor mit einem Luftdruckregelventil, das über getrennte Steuerleitungen mit einem Drehzahlregler für den Motor und einem der Saugleitung des Kompressors zugeordneten Regler verbunden ist.

Es ist eine Regeleinrichtung der genannten Art bekannt (DT-PS 5 29 417), bei der der Kolben des Drehzahlreglers als Stufenkolben mit zwei Stufenflächen ausgebildet ist, die von dem Druckluftregelventil über getrennte Steuerleitungen mit Druckluft beaufschlagt werden können, deren Druck dem hohen Druck im Luftkesser entspricht. Für die Drehzahlregelung innerhalb geringer Drucksehwankungen im Luftkessel steht nur ein geringer, gleicher Differenzdruckbereich zur Verfügung. Die Drehzahlregelung erfolgt in zwei Stufen, wobei während der letzten Stufe der Drehzahlregelung auch der Kompressorregler betätigt wird und Motor und Kompressor auf Leerlauf geschaltet werden.

Bei geringsten Undichtigkeiten zwischen dem Kolben des Luftdruckregelventils und seinem Zylinder kann sich vor den Stufenflächen des Kolbens des Drehzahlreglers und vor dem Ventilkörper des Kompressorreglers ein Druck aufbauen, der dem Druck im Luftkessel entsprechen und den Stufenkolben des Drehzahlreglers und den Ventilkörper des Kompressorreglers vorzeitig in Bewegung setzen kann. Die Funktionssicherheit dieser Regeleinrichtung ist somit nicht gewährleistet.

Es ist ferner eine Regeleinrichtung bekannt (US-PS 29 61 147X bei der über ein Druckluftregelventil beim Überschreiten eines eingestellten Luftkesseldrucks gleichzeitig der Drehzahlregler des Verbrennungsmotors betätigt und der Querschnitt der Saugleitung des Kompressors vermindert wird, so daß die Förderleistung mit steigendem Druck im Luftkessel abnimmt. Diese Art der Regelung hat den Nachteil, daß der volumetrische Wirkungsgrad des Kompressors im Regelbereich verringert wird und durch die Drosselungsverluste in der Saugleitung des Kompressors der spezifische Kraftstoffbedarf in bezug auf die Fördermenge ansteigt. Außerdem ist diese Regeleinrichtung sehr aufwendig, störanfällig und instabil.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß sie einfach in der Konstruktion ist, die Drehzahl des Motors stufenlos geregelt wird, für die Drehzahlregelung zur Erzielung eines großen Regelbereichs ein gegenüber dem Kesseldruck herabgesetzter Druck sowie ein großer Differenzdruckbereich im Motorregler bei geringen Drucksehwankungen im Kessel zur Verfügung steht, im Drehzahlregelbereich der volumetrische Wirkungsgrad des Kompressors konstant gehalten wird und die Regeleinrichtung stabil bei einem günstigen Kraftstoffverbrauch des Motors arbeitet. ä

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- ^ löst, daß das Luftdruckregelventil einen Kolben mit zwei in der Höhe zueinander versetzten Steuerteilen aufweist, von denen der eine als Konus ausgebildet ist und eine mit der zum Drehzahlregler führenden Steuerleitung verbundene Gehäusebohrung steuert, wobei die Steuerleitung über eine den Luftdruck im Drehzahlregler gegenüber dem Luftdruck im Luftdruckregelventil herabsetzende Öffnung mit der Atmosphäre verbunden ist, und von denen der zweite Steuerteil als mit dem Ventilraum des Luftdruckregelventils in Verbindung stehende Steuerbohrung ausgeführt ist, die erst nach vollständiger Freigabe der Gehäusebohrung durch den Kolben mit einem in die zum Kompressorregler führende Steuerleitung einmündenden Gehäusedurchgang verbunden ist, und daß durch die in die letztgenannte Steuerleitung eintretende Druckluft der Kompressor auf Leerlauf schaltbar ist

Beim Gegenstand der Erfindung werden durch das Luftdruckregelventil der Drehzahlregler des Motors und der Kömpressorregler nacheinander derart ge- λ

steuert, daß zuerst die Motor- und Kompressordreh- \ zahl vor dem Erreichen des eingestellten HÖchstdrukkes stufenlos in Abhängigkeit vom jeweiligen Druck im Luftkessel bis zu einer durch einen Anschlag eingestellten Drehzahl verringert wird, z. B. bis auf 50% der maximalen Drehzahl entsprechend einer etwa 5O°/oigen Kompressorleistung. Erst dann wird bei weiter steigendem Druck wegen noch geringerer Luftentnahme die Kompressorförderung unterbrochen. Dadurch ist gewährleistet, daß der volumetrische Wirkungsgrad des Kompressors im Regelbereich immer erhalten bleibt und der spezifische Kraftstoffbedarf sich nicht ändert. Ferner ist die erfindungsgemäß gestaltete Regeleinrichtung außerordentlich einfach und auch dadurch weniger störanfällig, daß Motordrehzahl und Kompressor unabhängig voneinander gesteuert werden.

In der Zeichnung ist die erfindungsgemäß gestaltete Regeleinrichtung schematisch dargestellt, wobei das Luftdruckregelventil und der Kompressor im Schnitt gezeichnet sind.

Ein Verbrennungsmotor 2 treibt einen Kompressor 3 direkt an und ist mit einem Drehzahlverstellregler 4 ausgerüstet, der mit einer Einspritzpumpe 5 gekuppelt ist und die eingestellte Drehzahl automatisch reguliert.

Durch Verstellung des Drehzahlverstellhebels 8 kann der Verbrennungsmotor auf eine beliebige Drehzahl eingestellt werden. Unter dem Einfluß eines steigenden Druckes im Luftkessel 10 hebt sich der Kolben la des Luftdruckregelventils 1 entsprechend dem durch die Druckeinstellschraube 16 über die Feder Ic eingestellten Gegendruck nach oben, bis durch die Bohrung D Luft, deren Menge durch den Konus K des Kolbens la bestimmt wird, in die Steuerleitung 9a und den Drehzahlregler 6 des Motors eintritt, je mehr der Druck im Luftkessel 10 ansteigt, desto mehr hebt sich der Kolben la an und gibt entsprechend die Gehäusebohrung D frei, so daß mit steigendem Luftkesseldruck auch mehr Druckluft in die Steuerleitung 9a gelangt, wodurch der Druck im Zylinder 6c des Drehzahlreglers 6 ansteigt.

In dieser Steuerleitung oder in dem Drehzahlregler 6 des Motors befindet sich eine eventuell verstellbare Öffnung 6e, die mit der Atmosphäre verbunden ist und durch die eine geringe Menge Luft dauernd entweicht, sobald der Konus Kdes Kolbens la in den Bereich der Gehäusebohrung D gelangt.

Aus strömungstechnischen Gründen steigt im Drehzahlregler 6 der Druck, der infolge der Drosselung durch den Konus K und die Gehäusebohrung D in Verbindung mit der Öffnung 6e gegenüber dem Druck im Luftkessel sehr reduziert ist, bei beginnendem Regelvorgang durch eine Freigabe der Gehäusebohrung D um ein Mehrfaches an, als der Druck im Luftkessel 10. Ist z. B. der Gegendruck auf den Kolben la durch die Feder Ic so eingestellt, daß kurz vor beginnender Öffnung der Gehäusebohrung D durch den Konus K der Druck im Luftkessel 10 6 bar beträgt, so ist noch kein Druck im Drehzahlregler 6 vorhanden. Wird weniger Druckluft entnommen, als der Kompressordrehzahl entspricht, so steigt im Luftkessel 10 und infolgedessen auch im Drehzahlregler 6 der Druck. Sobald dieser (z. B. bei 0,5 bar) beginnt, den Gegendruck der Feder 6a zu überwinden, bewegen sich der Kolben 66, die Reglerstange 6d und der Drehzahlverstellhebel 8 so weit nach links, bis Gleichgewicht zwischen der auf den Kolben 66 wirkenden Kraft und der Kraft der Feder 6a besteht. Steigt der Druck im Luftkessel 10 weiter an, so bewegt sich der Kolben 6b entsprechend noch weiter nach links, bis z. B. 6,3 bar im Luftkessel erreicht sind. Im Drehzahlregler 6 ist dann nur ein Druck von z. B. 2 bar vorhanden, der jetzt den Gegendruck der Feder 6a so weit überwunden hat, daß der Drehzahlverstellhebel 8 des Drehzahlverstellreglers 4 den Anschlag 8a erreicht. Auf dem Wege des Drehzahlverstellhebels 8 vom Anschlag 86 bis zum Anschlag 8a wird infolgedessen die Drehzahl vom Motor und Kompressor so reguliert, daß entsprechend der verminderten Luftentnahme und dem dadurch bedingten Ansteigen des Druckes im Luftkessel 10 die Drehzahl stufenlos reguliert wird. Bei fallendem Durck im Luftkessel 10 bewegt sich der Hebel 8 nach rechts, so daß die Drehzahl wieder zunimmt.

Wenn die Luftentnahmemenge geringer wird, als der Kompressor anliefert, d. h., wenn sie nicht einmal der verringerten Fördermenge durch die reduzierte Motordrehzahl bei Anlage des Drehzahlverstellhebels 8 am Anschlag 8a entspricht, so steigt der Druck im Luftkessel 10 und im Luftdruckregelventil 1 noch weiter an.

Der Kolben la bewegt sich noch weiter nach oben, bis Luft durch die Steuerbohrung 5 in die Steuerleitung 96 gelangt und die Förderleistung durch Betätigung des Kompressorreglers 7 .oder einer Drosselklappe 7a durch einen Regler 3a unterbrochen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Regeleinrichtung für einen von einem Verbrennungsmotor angetriebenen Kompressor mit einem Luftdruckregelventil, das über Steuerleitungen mit einem Drehzahlregler für den Motor und einem der Saugleitung des Kompressors zugeordneten Regler verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftdruckregelventil (1) einen Kolben (la) mit zwei in der Höhe zueinander versetzten Steuerteilen (K, S) aufweist, von denen der eine als Konus (K) ausgebildet ist und eine mit der zum Drehzahlregler führenden Steuerleitung (9a) verbundene Gehäusebohrung (D) steuert, wobei die Steuerleitung (9a) über eine den Luftdruck im Drehzahlregler (6) gegenüber dem Luftdruck im Luftdruckreglerventil (1) herabsetzende Öffnung (6e) mit der Atmosphäre verbunden ist, und von denen der zweite Steuerteil als mit dem Ventilraum des Luftdruckregelventils (1) in Verbindung stehende Steuerbohrung (S) ausgeführt ist, die erst nach vollständiger Freigabe der Gehäusebohrung (D) durch den Kolben (la) mit einem in die zum Kompressorregler (3a, 7ä, 7) führende Steuerleitung (9b) einmündenden Gehäusedurchgang verbunden ist, und daß durch die in die Steuerleitung (96) eintretende Druckluft der Kompressor auf Leerlauf schaltbar ist.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (6e) als verstellbare Drosselöffnung ausgebildet ist.