DE1909846B1

DE1909846B1 - Safety device against overspeed of a piston internal combustion engine working according to the diesel principle

Info

Publication number: DE1909846B1
Application number: DE19691909846
Authority: DE
Inventors: Anton Steiger
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1969-02-21
Filing date: 1969-02-27
Publication date: 1971-05-06
Also published as: FR2037375A5; NL6904085A; ES376716A1; CH508130A; GB1274611A

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung ter Austauschbarkeit der am meisten gefährdetenThe invention relates to a safety device ter interchangeability of the most vulnerable

gegen Überdrehzahl einer nach dem Dieselprinzip , Teile ermöglicht.against overspeed one according to the diesel principle, allows parts.

arbeitenden Kolbenbrennkraftmaschine mit minde- Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeich-working piston internal combustion engine with min- The invention is based on one in the drawing

stens einer Brennstoffeinspritzpumpe, die über eine nung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielesat least one fuel injection pump, which has an embodiment schematically illustrated via a voltage

Hochdruckleitung mit dem Einspritzventil verbunden 5 erläutert. Es zeigtHigh pressure line connected to the injection valve 5 explained. It shows

ist, wobei von der Hochdruckleitung eine Über- F i g. 1 ein Schema der Anordnung einer erfinströmleitung abzweigt, die durch einen belasteten dungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung und Ventilkörper geschlossen gehalten wird, dessen Be- F i g. 2 einen Schnitt des bei der Sicherheitsvorlastung unmittelbar durch einen auf die Überdreh- richtung verwendeten Überströmventils, zahl ansprechenden Sicherheitsregler weggenommen io In der Fig. 1 ist aus Gründen der Einfachheit ein wird. Einspritzsystem einer Dieselmaschine für einen ein-Eine Sicherheitsvorrichtung dieser Art ist z. B. aus zigen Zylinder dargestellt. Das Einspritzsystem entder USA.-Patentschrift 2 053 682 bekannt. Bei dieser hält eine Brennstoffpumpe 1, eine Hochdruckleitung 2 Vorrichtung ist der Ventilkörper durch eine Feder und ein im nicht dargestellten Zylinder befindliches belastet. Bei den heute bei aufgeladenen Diesel- 15 Einspritzventil 3. Die Brennstoffpumpe 1 wird durch maschinen auftretenden Einspritzdrücken, die in einen Nocken 4 einer Steuerwelle 5 betätigt. Am Ende vielen Fällen über 1000 Atmosphären betragen, sind der Steuerwelle 5 befindet sich ein Sicherheitsregler 6. zu diesem Zweck starke Federn erforderlich, welche Der Sicherheitsregler 6 enthält ein feststehendes Gebereits im Ruhezustand den Ventilsitz des Ventilkör- häuse, das an einer Wand G des Kurbelwellengehäupers hoch belasten. Im Falle einer Betätigung des 20 ses der Maschine befestigt ist und in welchem gleich-Ventils entstehen Schwingungen der Feder und zeitig die Steuerwelle 5 gelagert sein kann. Schläge auf den Sitz, welche in den meisten Fällen An die Hochdruckleitung 2 ist in der Nähe der eine Zerstörung des Ventilsitzes zur Folge haben. Brennstoffpumpe 1 ein Überströmventil 7 angeschlos-Andererseits ist bei Flugzeugmotoren, z. B. aus der sen. Der Sicherheitsregler 6 ist zusammen mit dem deutschen Patentschrift 301189, eine mit Hilfe des 25 Überströmventil 7 an eine Steuerleitung 8 angeschlos-Schmieröles als Druckmittel wirkende Vorrichtung sen. Die Steuerleitung 8 steht über eine Drossel 9 mit bekannt, welche bei einem Überschreiten einer zu- einer Zubringleitung 10 eines hydraulischen Drucklässigen Höchstdrehzahl eine Drosselung der Saug- mittels in Verbindung, das vorzugsweise Schmieröl leitung des Motors bewirkt. Schließlich ist z.B. aus sein kann. Das hydraulische Druckmittel hat einen der schweizerischen Patentschrift 211170 eine Sicher- 30 konstanten Druck von z.B. 5 atü. Bei Drehzahlen heitsvorrichtung bekannt, welche ebenfalls durch den der Maschine, die unterhalb der eingestellten Grenz-Schmierdruck betätigbar ist und welche bei einem drehzahl liegen, gelangt der hydraulische Druck aus Fehlen des Schmierdruckes oder beim Überschreiten der Leitung 10 ohne Verminderung zum Überströmeiner höchstzulässigen Drehzahl eine Drosselung der ventil 7. Sobald jedoch die Grenzdrehzahl überschrit-Saugleitung einer Kolbenbrennkraftmaschine bewirkt. 35 ten wird, öffnet der Sicherheitsträger 6 einen Strö-Diese beiden Vorrichtungen geben keinen Hinweis mungsweg für das hydraulische Medium (gestrichelauf die Lösung des der Erfindung zugrunde liegenden ter Pfeil P), was zu einer Drucksenkung hinter der Problems. Drossel 9 führt, so daß die zum Überströmventil 7is, wherein from the high pressure line a transfer F i g. 1 shows a diagram of the arrangement of an invented flow line branches off, which is kept closed by a loaded safety device and valve body according to the invention, whose loading F i g. 2 shows a section of the safety preload directly through an overflow valve used in the direction of overturning, number responsive safety controller removed io In Fig. 1 is a for the sake of simplicity will. Injection system of a diesel engine for a one-A safety device of this type is e.g. B. shown from umpteen cylinders. The injection system or U.S. Patent 2,053,682 is known. A fuel pump 1 and a high-pressure line 2 hold in this The device is the valve body by a spring and a cylinder (not shown) burdened. In the case of the diesel injector 3 that is charged today with 15. The fuel pump 1 is through injection pressures that occur in a cam 4 of a control shaft 5. At the end In many cases above 1000 atmospheres, a safety regulator 6 is located on the control shaft 5. for this purpose strong springs are required, which The safety controller 6 contains a fixed area in the idle state, the valve seat of the valve body, which is on a wall G of the crankshaft housing load heavily. In the case of an actuation of the 20 ses the machine is fixed and in which equal valve vibrations of the spring arise and the control shaft 5 can be stored in time. Blows to the seat, which in most cases to the high pressure line 2 is near the result in the valve seat being destroyed. Fuel pump 1 connected to an overflow valve 7 on the other hand is in aircraft engines, z. B. from the sen. The safety controller 6 is together with the German patent 301189, a lubricating oil connected to a control line 8 with the aid of the overflow valve 7 acting as a pressure medium device sen. The control line 8 is connected via a throttle 9 known, which when a feed line 10 of a hydraulic pressure permeable maximum speed is exceeded, a throttling of the suction means in connection, the preferably lubricating oil conduction of the motor causes. After all, for example, it can be off. The hydraulic pressure medium has one the Swiss patent 211170 a safe constant pressure of e.g. 5 atm. At speeds health device known, which also by the machine that is below the set limit lubrication pressure can be actuated and which are at one speed, the hydraulic pressure comes out Absence of the lubricating pressure or when the line 10 is exceeded without a reduction in the overflow maximum permissible speed throttling the valve 7. However, as soon as the limit speed is exceeded suction line a piston internal combustion engine causes. 35 th, the security carrier 6 opens a stream these Both devices give no indication of the path for the hydraulic medium (dashed line the solution of the invention underlying ter arrow P), resulting in a pressure drop behind the Problem. Throttle 9 leads so that the overflow valve 7

Die Erfindung hat die Schaffung einer Sicherheits- führende Steuerleitung 8 praktisch drucklos wird, vorrichtung der erwähnten Art zum Ziel, die zuver- 40 In der F i g. 2 ist ein Schnitt des erfindungsgemäß lässig und einfach ist, keine durch Schwingungen und vorgesehenen Überströmventils 7 dargestellt. Das Bruch gefährdeten Federn enthält und zusätzlich zu. Überströmventil enthält ein aus den Teilen 20, 21 einer Überwachung des Höchstdruckes in der Brenn- und 22 bestehendes Gehäuse, welches einen Kanal 23 Stoffleitung und der Drehzahl noch eine Überwachung für den Anschluß an die Hochdruckleitung 2, eine eines Steuerdruckes, welcher vorzugsweise der 45 Bohrung 24 für den Anschluß an die Steuerleitung 8 Schmierdruck sein kann, gestattet. sowie eine Bohrung 25 für den Anschluß einer Ab-Die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung, laufleitung26 (Fig. 1) für überströmenden Brenndurch welche dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch stoff aufweist. Im Gehäuseteil 20 ist ein Ventilsitzteil gekennzeichnet, daß der Ventilkörper durch einen 27 angeordnet, der gleichzeitig als Führung für einen vom Sicherheitsregler beherrschten hydraulischen 5° Ventilkörper 28 dient. Der Ventilkörper 28 enthält Steuerdruck belastet ist und im Normalbetrieb als außer einem mit dem Ventilsitz des Sitzteiles 27 zuSicherheitsventil gegen Überdruck in der Hochdruck- sammenwirkenden Verschlußteil einen Zapfen 29, leitung sowie gegen Abfall des Steuerdruckes dient. an welchem ein Kolben 30 befestigt ist. Der Kolben Vorzugsweise kann die Sicherheitsvorrichtung so 30 ist am Umfang mit einem Balg 31 aus elastischem ausgebildet sein, daß der Ventilkörper mit einem 55 metallischem Material versehen, welcher zusammen Kolben versehen ist, welcher von einem elastischen mit dem Gehäuseteil 22 einen Kolbenraum 32 umBalg umschlossen ist, der einen Kolbenraum um- schließt. Der Kolbenraum 32 ist im Betrieb an die schließt, welcher zur Einwirkung des Steuerdruckes Steuerleitung 8 angeschlossen.The invention has the creation of a safety-leading control line 8 is practically depressurized, Device of the type mentioned to the aim of the reliable 40 In the F i g. 2 is a section of the invention is casual and simple, not represented by vibrations and provided overflow valve 7. That Contains breakage endangered feathers and in addition to. Overflow valve contains one of the parts 20, 21 a monitoring of the maximum pressure in the combustion and 22 existing housing, which has a channel 23 Substance line and the speed still a monitoring for the connection to the high pressure line 2, a a control pressure, which is preferably the 45 bore 24 for connection to the control line 8 Lubricating pressure can be permitted. and a hole 25 for connecting an Ab-Die Safety device according to the invention, running line 26 (Fig. 1) for overflowing burning through what this goal is achieved is material. In the housing part 20 is a valve seat part characterized in that the valve body is arranged by a 27, which simultaneously acts as a guide for a The hydraulic 5 ° valve body 28 controlled by the safety controller is used. The valve body 28 contains Control pressure is loaded and in normal operation as apart from one with the valve seat of the seat part 27 to safety valve against overpressure in the high-pressure cooperating closure part a pin 29, line as well as against a drop in the control pressure. to which a piston 30 is attached. The piston Preferably, the safety device is so 30 on the circumference with a bellows 31 made of elastic be designed that the valve body is provided with a 55 metallic material, which together Piston is provided, which by an elastic with the housing part 22 a piston chamber 32 around bellows is enclosed, which encloses a piston chamber. The piston chamber 32 is in operation to the closes, which is connected to the control line 8 to act on the control pressure.

bestimmt ist. Auf diese Weise ist eine einfache Aus- Wenn im Betrieb die Maschine mit einer Drehzahl bildung der Vorrichtung möglich, die wenig mecha- 60 läuft, die sich unterhalb der am Sicherheitsregleris determined. In this way it is a simple matter of If the machine is running at one speed Formation of the device possible, which runs little mechanically, which is below the one on the safety controller

nische Teile aufweist und gegen eine Verklemmung, eingestellten Grenzdrehzahl befindet, so wirkt derHas niche parts and is against a jam, set limit speed, then acts

z. B. durch Rost oder Verunreinigungen, unempfind- volle Steuerdruck im Kolbenraum 32. Die durch denz. B. by rust or contamination, insensitive control pressure in the piston chamber 32. The through the

lieh und somit betriebssicher ist. Steuerdruck bewirkte Kraft drückt den Ventilkörperborrowed and is therefore operationally safe. Control pressure caused force pushes the valve body

Vorzugsweise ist es auch möglich, für den Ventil- 28 gegen seinen Sitz am Sitzteil 27. Der von der körper und seinen Ventilsitz normale Teile zu ver- 65 Brennstoffpumpe 1 geförderte Brennstoff gelangt un-It is preferably also possible for the valve 28 against its seat on the seat part 27. The from the body and its valve seat normal parts to 65 Fuel pump 1 delivered fuel reaches un-

wenden, die zur Verwendung bei Ventilen von Ein- gestört ins Einspritzventil 3 und wird im durch denapply, for use in valves from A disturbed in the injection valve 3 and is in by the

spritzpumpen bestimmt sind. Dadurch wird eine bil- Nocken 4 gegebenen Rhythmus in den Zylinderrauminjection pumps are intended. This creates a bil cam 4 given rhythm in the cylinder space

lige Herstellung der Sicherheitsvorrichtung bei leich- der Maschine eingespritzt. Sobald jedoch nach einemInjected production of the safety device with the lightweight machine. However, as soon as after a

Überschreiten der Grenzdrehzahl durch den Eingriff des Sicherheitsreglers 6 der Druck in der Steuerleitung 8 sinkt, hebt der in der Hochdruckleitung 2 wirkende Druck über den Kanal 23 den Ventilkörper 28 von seinem Sitz. Der von der Brennstoffpumpe 1 geförderte Brennstoff wird darauf am Ventilkörper 28 vorbei durch die Leitung 26 abgeleitet. Durch die Öffnung des Überströmventils wird die Entstehung eines zur Öffnung des Einspritzventils 3 erforderlichen Druckes in der Hochdruckleitung 2 verhindert. Die Kolbenmaschine kommt dadurch zum Stillstand.If the speed limit is exceeded by the intervention of the safety regulator 6, the pressure in the control line 8 decreases, the pressure acting in the high-pressure line 2 raises the valve body via the channel 23 28 from its seat. The fuel delivered by the fuel pump 1 is then on the valve body 28 diverted over through the line 26. The emergence of a pressure required to open the injection valve 3 in the high-pressure line 2 is prevented. the This brings the piston machine to a standstill.

Bei geeigneter Dimensionierung kann das erfindungsgemäß verwendete Überströmventil gleichzeitig auch als Sicherheitsventil für das Einspritzsystem verwendet werden. Es ist in diesem Falle notwendig, die Durchmesser des Ventilkörpers 28 und des Kolbens 30 unter Berücksichtigung des hydraulischen Steuerdruckes und des maximal zulässigen Brennstoffdruckes in der Hochdruckleitung 2 zu dimensionieren. Wenn darauf der Brennstoffdruck in der Leitung 2 den Grenzwert erreicht, so wird der Ventilkörper 28 auch bei vollem im Zylinderraum 32 wirkenden Steuerdruck angehoben. Das auf diese Weise erhaltene Sicherheitsventil hat dabei den großen Vorteil, daß es keine mechanischen Federn enthält, also kein schwingfähiges Gebilde darstellt. Die bei den bekannten Sicherheitsventilen für Brennstoffeinspritzpumpen verwendeten Federn bilden nämlich zufolge ihrer Schwingungsneigung in der Regel eine Quelle von Störungen.With suitable dimensioning, the overflow valve used according to the invention can simultaneously can also be used as a safety valve for the injection system. In this case it is necessary that the Diameter of the valve body 28 and the piston 30 taking into account the hydraulic control pressure and to dimension the maximum permissible fuel pressure in the high pressure line 2. When the fuel pressure in line 2 then reaches the limit value, the valve body will 28 is raised even with the full control pressure acting in the cylinder chamber 32. That on this A safety valve obtained in this way has the great advantage that there are no mechanical springs contains, so does not represent a vibratory structure. The known safety valves for fuel injection pumps The springs used are usually a source of interference due to their tendency to vibrate.

Wie aus der Darstellung in der F i g. 2 hervorgeht, hat der Ventilsitzteil 27 und der Ventilkörper die gleiche Form wie die üblichen, bei Brennstoffeinspritzpumpen verwendeten Ventilteile. Bei den bekannten Ventilen dient der Zapfen 29 des Ventilkörpers 28 zum Festhalten beim Einschleifen des Ventils. Im vorliegenden Falle wird somit nicht nur vorteilhafterweise eine bekannte Ausführung der Venteilteile verwendet, sondern gleichzeitig derZapfen29 zur Befestigung des Kolbens 30 ausgenutzt.As shown in the illustration in FIG. 2, the valve seat part 27 and the valve body has the same shape as the usual valve parts used in fuel injection pumps. Both known valves, the pin 29 of the valve body 28 is used to hold when grinding the Valve. In the present case, a known embodiment of the valve parts is thus not only advantageously used used, but at the same time the pin 29 is used to fasten the piston 30.

Claims

Patent claims:

1. Safety device against overspeed of a piston internal combustion engine operating on the diesel principle with at least one fuel injection pump, which is connected to the injection valve via a high-pressure line is, whereby an overflow line branches off from the high pressure line, which is loaded by a Valve body is kept closed, the load of which is indirectly due to the overspeed appealing safety regulator is removed, characterized in that that the valve body (28) is controlled by a hydraulic system controlled by the safety regulator (6) Control pressure is loaded and in normal operation as a safety valve against overpressure in the High pressure line (2) and serves against a drop in the control pressure.

2. Safety device according to claim 1, characterized in that the valve body (28) is provided with a piston which is enclosed by an elastic bellows (31), the one Piston space (32) encloses which is intended for the action of the control pressure.

3. Safety device according to one of claims 1 and 2, characterized in that the control pressure is the machine's lubrication pressure.

4. Safety device according to one of claims 1 to 3, characterized in that as Valve body (28) and valve seat (27) are normal parts that are used in valves are determined by injection pumps.

1 sheet of drawings