DE1947197B1 - Control device for operating a power plant with a diesel internal combustion engine with liquid fuel and / or with gas - Google Patents
Control device for operating a power plant with a diesel internal combustion engine with liquid fuel and / or with gasInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung zum Betrieb einer Kraftanlage mit einer Dieselbrennkraftmaschine mit flüssigem Brennstoff und/oder mit Gas, wobei die Brennkraftmaschine einen Drehzahlregler aufweist, dessen Ausgang über ein Ausgleichsorgan auf Organe zur Bemessung der pro Hub in die einzelnen Zylinder der Maschine zuzuführenden Menge von flüssigem und von gasförmigem Brennstoff einwirkt, wobei zumindest bei Betrieb mit gasförmigem Brennstoff eine durch den Heizwert beeinflußte Größe gemessen wird, in Abhängigkeit vom Meßwert der Größe regelnd in die Gaszufuhrleitung der Maschine eingegriffen wird, und ein Gasdruckregler zur Veränderung des Gasdruckes in Abhängigkeit von einer Betriebsgröße der Maschine vorgesehen ist.The invention relates to a control device for operating a power plant with a diesel internal combustion engine with liquid fuel and / or with gas, the internal combustion engine having a speed controller, the output of which is via a compensating element to elements for measuring the amount of liquid to be fed into the individual cylinders of the machine per stroke and acts of gaseous fuel, whereby at least when operating with gaseous fuel a variable influenced by the calorific value is measured, depending on the measured value of the variable, the gas supply line of the machine is intervened in a regulating manner, and a gas pressure regulator for changing the gas pressure as a function of an operating variable of the Machine is provided.
Bei Kraftanlagen, die mit Gas betrieben werden, besteht die Schwierigkeit, daß das Gas während des Betriebes stark seinen Heizwert verändern kann. Bei vielen, nur mit Gas betriebenen Anlagen bestehen dabei keine wesentlichen Nachteile, da bei einer Verminderung des Heizwertes der Drehzahlregler selbsttätig die Zufuhr von Gas erhöht. Bei gewissen Anlagen, wie z.B. bei Schiffsanlagen, welche wahlweise mit Gas und mit flüssigem Brennstoff betrieben werden können, besteht jedoch die Vorschrift, daß sie aus Gründen der Manövrierbarkeit bzw. der Betriebssicherheit jederzeit auf flüssigen Brennstoff umschaltbar sein müssen, ohne daß dabei die Leistungsabgabe des Motors eine Veränderung erfahren darf. Wenn nämlich wegen einer Veränderung des Heizwertes des Gases der Ausgangshebel des Drehzahlreglers von seiner ursprünglichen Stellung abweicht, die so eingestellt war, daß sie bei der gleichen Last der Stellung für flüssigen Brennstoff entspricht, so entstehen bei einer Umschaltung von gasförmigem auf flüssigen Brennstoff Schwierigkeiten. Entweder steigt schlagartig die Drehzahl der Brennkraftmaschine, wobei die Gefahr besteht, daß sie vom Sicherheitsregler abgestellt wird, oder die Maschine wird abgewürgt und kommt zum Stillstand, je nach der Richtung der Abweichung.In power plants that are operated with gas, there is the problem that the gas can greatly change its calorific value during operation. In many systems operated only with gas there are no significant disadvantages, since the speed regulator automatically increases the supply of gas when the calorific value is reduced. In certain systems, such as ship systems, which can be operated with either gas or liquid fuel, there is a requirement that, for reasons of maneuverability and operational safety, it must be possible to switch to liquid fuel at any time without the power output of the Motors may experience a change. If, because of a change in the calorific value of the gas, the output lever of the speed controller deviates from its original position, which was set so that it corresponds to the position for liquid fuel at the same load, difficulties arise when switching from gaseous to liquid fuel. Either the speed of the internal combustion engine rises suddenly, with the risk that it will be switched off by the safety controller, or the machine will stall and come to a standstill, depending on the direction of the deviation.
Es ist in diesem Zusammenhang bereits vorgeschlagen worden (Motortechnische Zeitschrift, 1965, Seite 235), eine Kraftanlage dieser Art mit einer Einrichtung zur Bestimmung des Heizwertes des Gases zu versehen und den erhaltenen Meßwert in der Form eines Signals auf einen Druckregler in der Gasleitung der in die Zylinder führenden Einblaseventile einwirken zu lassen. Vorrichtungen zur Bestimmung des Heizwertes von Gasen sind jedoch bekanntlich kompliziert, schwierig zu bedienen und für einen robusten Betrieb nicht besonders geeignet.It has already been proposed in this connection (Motortechnische Zeitschrift, 1965, page 235) to provide a power plant of this type with a device for determining the calorific value of the gas and to transmit the measured value obtained in the form of a signal to a pressure regulator in the gas line of the in to let the cylinder leading injection valves act. However, devices for determining the calorific value of gases are known to be complicated, difficult to operate and not particularly suitable for robust operation.
Das gleiche gilt von der Regeleinrichtung nach der deutschen Auslegeschrift 1 088 760, bei welcher ebenfalls zur Berücksichtigung einer Veränderung des Heizwertes des Brenngases ein Kalorimeter verwendet wird.The same applies to the control device according to German Auslegeschrift 1 088 760, in which a calorimeter is also used to take into account a change in the calorific value of the fuel gas.
Andererseits ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 145 435 eine Einrichtung zum Verhindern der Überlastung einer Dieselgasmaschine bekannt, bei welcher zur Überwachung eines schwankenden Heizwertes des zugeführten Gases eine Betriebsgröße der Maschinenanlage, nämlich die Stromstärke eines von der Maschine angetriebenen elektrischen Generators, dient.On the other hand, a device for preventing overloading of a diesel gas engine is known from German Auslegeschrift 1 145 435, in which an operating variable of the machine system, namely the current strength of an electrical generator driven by the machine, is used to monitor a fluctuating calorific value of the supplied gas.
Die Erfindung hat die Schaffung einer Regeleinrichtung zum Ziel, welche es gestattet, Veränderungen des Heizwertes des gasförmigen Brennstoffes ohne eine direkte Messung des Heizwertes festzustellen und die erforderliche Anpassung des Druckes des der Maschine zugeführten Gases durchzuführen. Die zu diesem Zweck dienende Einrichtung soll dabei robust und für den praktischen Betrieb, insbesondere einen Schiffsbetrieb, geeignet sein.The aim of the invention is to create a control device which allows changes in the calorific value of the gaseous fuel to be determined without a direct measurement of the calorific value and the necessary adjustment of the pressure of the gas supplied to the machine to be carried out. The device used for this purpose should be robust and suitable for practical operation, in particular ship operation.
Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung, durch welche dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die vom Heizwert beeinflußte Größe eine Betriebsgröße der Maschine ist und daß der Gasdruck stets derart eingestellt wird, daß bei jedem Wert des Ausgangssignals des Drehzahlreglers (44) der bei Betrieb mit gasförmigem Brennstoff erhaltene Meßwert der Betriebsgröße der gleiche ist wie bei Betrieb mit flüssigem Brennstoff.The control device according to the invention, by means of which this aim is achieved, is characterized in that, in a manner known per se, the variable influenced by the calorific value is an operating variable of the machine and that the gas pressure is always set in such a way that at every value of the output signal of the speed controller (44 ) the measured value of the operating variable obtained when operating with gaseous fuel is the same as when operating with liquid fuel.
Das Prinzip der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung beruht auf der Erkenntnis, daß die Stellung des Ausgangshebels oder eines anderen Ausgangselementes eines Drehzahlreglers die pro Hub in die Brennräume der einzelnen Zylinder eingeführte Brennstoffmenge bestimmt. Diese Brennstoffmenge, die nichts anderes als die Zufuhr einer genau bestimmten Menge von Kalorien bedeutet, entspricht dabei einem bestimmten mittleren Druck in den Zylindern, welcher dem Drehmoment proportional ist. Es besteht somit bei einem bestimmten Heizwert des Brennstoffes, der z.B. bei flüssigem Brennstoff praktisch unveränderlich ist, ein fester Zusammenhang zwischen der Stellung des Ausgangshebels des Reglers und bestimmten Betriebsgrößen, wie z.B. dem mittleren Druck im Zylinder oder dem von der Dieselbrennkraftmaschine abgegebenen Drehmoment.The principle of the control device according to the invention is based on the knowledge that the position of the output lever or another output element of a speed controller determines the amount of fuel introduced into the combustion chambers of the individual cylinders per stroke. This amount of fuel, which means nothing more than the supply of a precisely defined amount of calories, corresponds to a certain mean pressure in the cylinders, which is proportional to the torque. With a certain calorific value of the fuel, which is practically invariable in the case of liquid fuel, for example, there is a fixed relationship between the position of the output lever of the regulator and certain operating parameters, such as the mean pressure in the cylinder or the torque delivered by the diesel engine.
Es ist dabei vorzugsweise möglich, einen Sollwertgeber vorzusehen, welcher in Abhängigkeit vom Meßwert der Betriebsgröße einen Sollwert des Ausgangssignals des Reglers bildet, wobei dieser Sollwert durch ein Vergleichsorgan mit dem tatsächlichen Wert des Ausgangssignals des Reglers verglichen wird und in Abhängigkeit von der Differenz des Sollwertes und des tatsächlichen Wertes ein Druckregler betätigt wird, welcher den Druck des der Maschine zugeführten gasförmigen Brennstoffes beeinflußt. Auf diese Weise ist es möglich, den Druck des gasförmigen Brennstoffes bei seiner Einführung in die Zylinder derart anzupassen, daß die bei einem bestimmten Wert der Betriebsgröße bestehende Stellung des Ausgangshebels des Reglers gleich ist wie bei einem Betrieb mit flüssigem Brennstoff.It is preferably possible to provide a setpoint generator which, depending on the measured value of the operating variable, forms a setpoint of the output signal of the controller, this setpoint being compared by a comparator with the actual value of the output signal of the controller and depending on the difference between the setpoint and the actual value a pressure regulator is operated, which influences the pressure of the gaseous fuel supplied to the machine. In this way it is possible to adapt the pressure of the gaseous fuel when it is introduced into the cylinder in such a way that the position of the output lever of the regulator at a certain value of the operating variable is the same as when operating with liquid fuel.
Vorzugsweise kann die gemessene, vom Heizwert des Brennstoffes abhängige Betriebsgröße das von der Maschine abgegebene Drehmoment sein. Eine Messung des Drehmomentes ist nämlich auf einfache Weise durch robuste mechanische Mittel möglich.The measured operating variable, which is dependent on the calorific value of the fuel, can preferably be the torque output by the engine. The torque can be measured in a simple manner using robust mechanical means.
Vorzugsweise dient zur Messung der durch den Heizwert des Brennstoffes beeinflußten Betriebsgröße der Maschine ein an der Ausgangswelle der Maschine angeordnetes Meßorgan zur Messung des von der Maschine abgegebenen Drehmomentes.A measuring element arranged on the output shaft of the machine is preferably used to measure the operating variable of the machine influenced by the calorific value of the fuel to measure the torque output by the machine.
Bei einer Kraftanlage, wie sie aus der schweizerischen Patentschrift 431 190 bekannt ist, deren Weiterentwicklung die vorliegende Erfindung darstellt und bei welcher das Ausgleichsorgan durch einen zweiarmigen Hebel gebildet wird, in dessen mittlerem Bereich eine Schwenkstelle ausgebildet ist, an welcher ein Ausgangshebel des Reglers angeschlossen ist und dessen Enden mit je einer Einstellstange einer Brenn- stoffeinspritzpumpe für flüssigen Brennstoff und einer Hubgeberpumpe zur Steuerung des Zeitquerschnittes von Gasventilen verbunden sind, kann der Sollwertgeber einen Nocken enthalten, welcher schwenkbar gelagert ist und zwecks Ausführung der Schwenkbewegung mit dem Meßorgan zur Messung des Drehmomentes verbunden ist, wobei der Nocken mit einem Folgeorgan zusammenwirkt, das mit einer in Längsrichtung verschiebbaren Stange verbunden ist, und das Vergleichsorgan zur Feststellung von Abweichungen zwischen der Stellung der Stange und der Schwenkstelle des zweiarmigen Hebels dient.In a power plant, as known from Swiss patent specification 431 190, the further development of which is the present invention and in which the compensating element is formed by a two-armed lever, in the middle area of which a pivot point is formed, to which an output lever of the controller is connected and its ends each with an adjusting rod of a fuel fuel injection pump for liquid fuel and a lift sensor pump for controlling the time cross-section of gas valves are connected, the setpoint generator can contain a cam which is pivotably mounted and is connected to the measuring element for measuring the torque for the purpose of executing the swivel movement, the cam cooperating with a follower element, which is connected to a longitudinally displaceable rod, and the comparison element is used to determine deviations between the position of the rod and the pivot point of the two-armed lever.
Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.The invention is explained using an exemplary embodiment shown schematically in the drawing.
In der Zeichnung ist eine Kraftanlage mit einer Dieselmaschine für ein Tankschiff mit Methan dargestellt, wobei der eigentliche Motor aus Gründen der Anschaulichkeit weggelassen ist.The drawing shows a power plant with a diesel engine for a tanker with methane, the actual engine being omitted for reasons of clarity.
In der Zeichnung ist ein Behälter 1 mit einer wärmeisolierenden Schicht 2 dargestellt, welcher eine Füllung 3 von verflüssigtem Erdgas enthält. Eine Rohrleitung 4 dient zum Füllen und zum Entleeren des Behälters. Selbstverständlich sind in einem Tankschiff derartige Behälter in größerer Anzahl vorgesehen. Aus Anschaulichkeitsgründen ist jedoch nur ein einzelner Behälter gezeichnet worden. Der Behälter 1 ist zusammen mit den anderen Behältern an eine Gasleitung 5 angeschlossen, in die das im Behälter 1 durch Verdampfung entstandene Gas gelangt. In der Gasleitung 5 ist ein Wärmeübertrager 6 zur Aufheizung des Gases angeordnet. Weiter befindet sich in der Gasleitung 5 ein Überdruckventil 7, welches bei einem Anstieg des im Behälter 1 und in der Gasleitung 5 herrschenden Druckes über einen bestimmten, zulässigen Wert einen Teil des Gases durch eine sogenannte Sturmleitung 8 in die Atmosphäre abbläst. An die Gasleitung 5 ist über eine Abzweigleitung 10 mit einem Drosselorgan 11 ein Kompressor 12 angeschlossen, der z.B. ein mehrstufiges Zentrifugalgebläse sein kann. Der Kompressor 12 wird von einem Elektromotor 13 angetrieben. In der elektrischen Leitung 14 des Motors 13 sind Schalter 15 angeordnet, die von einem Regler 16 betätigt werden. Der Regler 16 steht durch eine Leitung 17 unter dem Einfluß des im Behälter 1 sowie in den eventuellen weiteren Behältern herrschenden Druckes. Der Regler 16 betätigt außer den Schaltern 15 mittels Servosteuerung auch das Drosselorgan 11.In the drawing, a container 1 is shown with a heat-insulating layer 2, which contains a filling 3 of liquefied natural gas. A pipe 4 is used for filling and emptying the container. Such containers are of course provided in large numbers in a tanker. For the sake of clarity, however, only a single container has been drawn. The container 1 is connected, together with the other containers, to a gas line 5 into which the gas produced in the container 1 by evaporation passes. A heat exchanger 6 for heating the gas is arranged in the gas line 5. There is also an overpressure valve 7 in the gas line 5 which, when the pressure in the container 1 and in the gas line 5 rises above a certain permissible value, blows part of the gas through a so-called storm line 8 into the atmosphere. A compressor 12, which can be, for example, a multi-stage centrifugal fan, is connected to the gas line 5 via a branch line 10 with a throttle element 11. The compressor 12 is driven by an electric motor 13. Switches 15, which are actuated by a controller 16, are arranged in the electrical line 14 of the motor 13. The regulator 16 is through a line 17 under the influence of the pressure prevailing in the container 1 and in any other containers. In addition to the switches 15, the controller 16 also actuates the throttle element 11 by means of servo control.
Vom Kompressor 12 führt eine Druckleitung 18 zu den nicht dargestellten Gasventilen in den Gaseinblaseleitungen der Brennkraftmaschine. In der Druckleitung 18 ist ein Absperrorgan 20, z.B. wie dargestellt ein Ventil, angeordnet, welches einen Abschluß der Druckleitung gestattet, wenn z.B. die Brennkraftmaschine außer Betrieb ist. An die Druckleitung 18 ist außerdem eine Steuerleitung 21 angeschlossen, die zu einem Druckfühler 22 führt. In der Steuerleitung 21 kann ein Druckminderungsorgan 23 angeordnet sein, welches dem Druckfühler 22 entsprechend seiner Einstellung einen niedrigeren Druck als den in der Druckleitung 18 herrschenden Druck zuführt, so z.B. einen bestimmten, einstellbaren Anteil des in der Leitung 18 herrschenden Druckes. Das ist in der Zeichnung durch die Skala mit dem Zeiger angedeutet. In der Stellung 0 ist die Zuleitung für den Druck gesperrt, in der Stellung 10 wird der volle, in der Leitung 18 herrschende Druck dem Druckfühler 22 zugeführt.A pressure line 18 leads from the compressor 12 to the gas valves (not shown) in the gas injection lines of the internal combustion engine. In the pressure line 18, a shut-off device 20, for example a valve as shown, is arranged which allows the pressure line to be closed off when, for example, the internal combustion engine is out of operation. A control line 21, which leads to a pressure sensor 22, is also connected to the pressure line 18. In the control line 21 a pressure reducing element 23 can be arranged which, depending on its setting, supplies the pressure sensor 22 with a lower pressure than the pressure prevailing in the pressure line 18, for example a certain, adjustable proportion of the pressure prevailing in the line 18. This is indicated in the drawing by the scale with the pointer. In position 0, the pressure supply line is blocked; in position 10, the full pressure prevailing in line 18 is fed to pressure sensor 22.
Der Druckfühler 22 enthält einen Membrankörper 24, dem der vom Druckregler 23 modifizierte Gasdruck, im normalen Betrieb der volle Gasdruck der Druckleitung 18, durch die Steuerleitung 21 zugeführt wird. Der Membrankörper 24 steht unter dem Einfluß einer Meßfeder 25, die auf den letzteren eine komprimierende Kraft ausübt. Der Membrankörper 24 bewegt gemäß dem in ihm herrschenden Gasdruck eine Stoßstange 26. Die Stoßstange 26 ist mit Einstellmuttern 27 versehen. Bei einer Bewegung im Bilde nach links drückt die Stoßstange 26 auf eine Einstellstange 28 einer Einspritzpumpe 30 für flüssigen Brennstoff. Der größte Hub der Stoßstange ist dabei durch den Anschlag der Muttern 27 gegen eine Stirnfläche 29 der Einspritzpumpe begrenzt. Zu diesem Zweck ist durch die Muttern 27 der Abstand "S" zwischen der Stirnfläche der äußeren Mutter und dem Ende der Stoßstange 26 einstellbar.The pressure sensor 22 contains a membrane body 24 to which the gas pressure modified by the pressure regulator 23, in normal operation the full gas pressure of the pressure line 18, is fed through the control line 21. The membrane body 24 is under the influence of a measuring spring 25 which exerts a compressive force on the latter. The membrane body 24 moves a push rod 26 in accordance with the gas pressure prevailing in it. The push rod 26 is provided with adjusting nuts 27. When moving in the picture to the left, the push rod 26 presses on an adjusting rod 28 of an injection pump 30 for liquid fuel. The greatest stroke of the bumper is limited by the stop of the nuts 27 against an end face 29 of the injection pump. For this purpose, the distance "S" between the end face of the outer nut and the end of the bumper 26 is adjustable by means of the nuts 27.
Die Einspritzpumpe 30 erhält in an sich bekannter Weise ihren Antrieb durch eine Welle 31 und fördert flüssigen Brennstoff, der durch eine Leitung 32 zugeführt wird, durch Leitungen 33 den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zu. Die Stange 28 ist dabei in an sich bekannter Weise in Längsrichtung verschiebbar und stellt entsprechend ihrer Einstellung die zur Einspritzung gelangende Menge von flüssigem Brennstoff ein. In der Zeichnung ist das durch einen an der Stange 28 angebrachten Zeiger und durch die Skala angedeutet. Die Stellung 0 bedeutet Stillstand der Maschine, die Stellung 1 die bei Gasbetrieb erforderliche Zündölmenge und die Stellung 10 Vollastbetrieb mit flüssigem Brennstoff. Die Justierung der Zündölmenge erfolgt mittels der beiden Muttern 27 durch Veränderung des Abstandes "S".The injection pump 30 receives its drive in a manner known per se from a shaft 31 and conveys liquid fuel, which is supplied through a line 32, through lines 33 to the individual cylinders of the internal combustion engine. The rod 28 can be displaced in a manner known per se in the longitudinal direction and adjusts the amount of liquid fuel to be injected according to its setting. This is indicated in the drawing by a pointer attached to the rod 28 and by the scale. Position 0 means standstill of the machine, position 1 the amount of ignition oil required for gas operation and position 10 full load operation with liquid fuel. The amount of ignition oil is adjusted by means of the two nuts 27 by changing the distance "S".
Die Stange 28 ist durch einen zweiarmigen Hebel 34 mit einer Einstellstange 35 einer ähnlich wie die Pumpe 30 ausgebildeten Hubgeberpumpe 36 verbunden, die auf hydraulischem Wege die nicht dargestellten Gasventile in den Gaseinblaseleitungen der Brennkraftmaschine steuert. Die Pumpe 36 erhält ihren Antrieb über eine Welle 37 von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in der gleichen Weise wie die Pumpe 30. Durch eine Leitung 38 wird der Hubgeberpumpe 36 ein hydraulisches Mittel, das z.B. Schmieröl oder ebenfalls der flüssige Brennstoff sein kann, zugeführt. Die Pumpe steuert durch dieses Mittel über Steuerleitungen 39 den Zeitquerschnitt der Öffnung der Gasventile, d.h. die Dauer bzw. die Höhe des Hubes der Gasventile. Die Steuerung erfolgt in ähnlicher Weise wie bei der Pumpe 30 durch die Einstellstange 35. Deren Stellung 0 bedeutet keine Zufuhr, die Stellung 10 volle Zufuhr des gasförmigen Brennstoffes. Die Einstellstange 35 wird durch eine Feder 40 im Bilde nach links gezogen im Sinne einer Verminderung der dem Motor zugeführten Gasmenge. Die Bewegung der Einstellstange in dieser Richtung ist durch einen Anschlag 48 begrenzt.The rod 28 is connected by a two-armed lever 34 to an adjusting rod 35 of a lift sensor pump 36 designed similarly to the pump 30, which hydraulically controls the gas valves (not shown) in the gas injection lines of the internal combustion engine. The pump 36 receives its drive via a shaft 37 from the crankshaft of the internal combustion engine in the same way as the pump 30. A hydraulic medium, which for example can be lubricating oil or also the liquid fuel, is fed to the stroke transmitter pump 36 through a line 38. By this means, the pump controls the time cross-section of the opening of the gas valves, i.e. the duration or the height of the stroke of the gas valves, via control lines 39. The control takes place in a similar way to the pump 30 by means of the adjusting rod 35. Its position 0 means no supply, position 10 full supply of the gaseous fuel. The adjusting rod 35 is pulled to the left in the picture by a spring 40 in order to reduce the amount of gas supplied to the engine. The movement of the adjustment rod in this direction is limited by a stop 48.
Der zweiarmige Hebel 34 ist über einen Winkelhebel 41 und eine Stange 42 mit dem Ausgangshebel 43 eines Drehzahlreglers 44 verbunden, dessen Sollwerthebel 45 durch eine Stange 46 mit einem Einstellhebel 47 am Bedienungsstand der Maschine verbunden ist.The two-armed lever 34 is connected via an angle lever 41 and a rod 42 to the output lever 43 of a speed controller 44, the setpoint lever 45 of which is connected by a rod 46 to a setting lever 47 on the operator's station of the machine.
Durch Einstellung des Hebels 47 wird in an sich bekannter Weise über den Regler 44 und den Hebelmechanismus 41, 42 eine Einstellung der abzugeben- den Last der Maschine durchgeführt. Dabei ermöglicht der zweiarmige Hebel 34 eine ergänzende Einstellung der beiden Pumpen 30 und 36. Durch die Einstellung des Hebels 41 wird die Gesamtmenge des zur Verbrennung gelangenden flüssigen und gasförmigen Brennstoffes bestimmt. Der Hebel 34 sorgt dafür, daß, je mehr an flüssigem Brennstoff zur Einspritzung gelangt, d.h. je weiter rechts sich in der Zeichnung die Stange 28 befindet, um so weniger vom gasförmigen Brennstoff der Verbrennung zugeführt wird, d.h., daß die Stange 35 um so weiter nach links verschoben wird. Steht die Stoßstange 26 in ihrem - wie gezeichnet - rechtsseitigen Anschlag (Gasdruck unter dem Minimalwert), so sorgt die Feder 40 dafür, daß die Einstellstange 35 der Hubgeberpumpe 36 gegen den Anschlag 48 gezogen wird, also kein Gas in den Motor gelangen kann.By adjusting the lever 47 in a known manner via the controller 44 and the lever mechanism 41, 42 an adjustment of the dispensing carried out under the load of the machine. The two-armed lever 34 enables a supplementary setting of the two pumps 30 and 36. The setting of the lever 41 determines the total amount of the liquid and gaseous fuel to be burned. The lever 34 ensures that the more liquid fuel is injected, ie the further to the right in the drawing the rod 28 is, the less gaseous fuel is supplied to the combustion, ie the rod 35 the further is shifted to the left. If the bumper 26 is in its - as shown - right-hand stop (gas pressure below the minimum value), the spring 40 ensures that the adjusting rod 35 of the stroke transmitter pump 36 is pulled against the stop 48, so that no gas can get into the motor.
Übersteigt jedoch der Gasdruck in der Steuerleitung 21 den unteren Grenzwert, wird im Bilde die Stoßstange 26 und mit ihr die Einstellstange 28 nach links verschoben und dadurch die Menge des zur Einspritzung gelangenden flüssigen Brennstoffes vermindert. Gleichzeitig wird eine um so größere Menge an gasförmigem Brennstoff der Verbrennung in der Maschine zugeführt.If, however, the gas pressure in the control line 21 exceeds the lower limit value, the push rod 26 and with it the adjusting rod 28 are moved to the left in the picture, thereby reducing the amount of the liquid fuel that is to be injected. At the same time, a greater amount of gaseous fuel is fed to the combustion in the machine.
Bei der beschriebenen Anordnung, welche an sich bekannt ist und z.B. in der schweizerischen Patentschrift 431 190 beschrieben und erläutert ist, bildet der Druck in der Leitung 21 ein Maß für die Menge des im Behälter durch Verdampfung anfallenden Gases.In the arrangement described, which is known per se and is described and explained, for example, in Swiss patent specification 431 190, the pressure in the line 21 is a measure of the amount of gas produced in the container by evaporation.
Wenn während des Betriebes vom Gasbetrieb auf Ölbetrieb umgeschaltet werden muß, was z.B. durch ein Schließen des Ventils 20 erfolgen kann, wird der Hebel 34 schlagartig aus einer im Gegenuhrzeigersinn ausgeschwenkten Stellung in die dargestellte Stellung bewegt. Dabei wird die Lage der Schwenkstelle 50, welche den Hebel 41 mit dem Hebel 34 verbindet, vorerst nicht geändert. Wenn daher die bei der betreffenden Stellung des Ausgangshebels 43 des Drehzahlreglers 44 durch die verschiedenen Brennstoffe gelieferten Leistungen verschieden sind, ist ein ungestörtes Umschalten nicht möglich. Wie bereits erwähnt, kann dabei die Brennkraftmaschine zu viel oder zu wenig flüssigen Brennstoff bekommen, was in den meisten Fällen zu einem Abstellen der Maschine, entweder durch mangelnde Leistung oder durch ein Eingreifen eines Sicherheitsreglers, führt. Es muß daher dafür gesorgt werden, daß die Stellung des Hebels 43 des Drehzahlreglers 44 und somit auch der Schwenkstelle 50 des Hebels 34 jeweils einem bestimmten Drehmoment bzw. einer bestimmten Leistung entspricht, welche beim Betrieb mit beiden Brennstoffen gleich ist.If it is necessary to switch from gas operation to oil operation during operation, which can be done, for example, by closing valve 20, lever 34 is suddenly moved from a counterclockwise position to the position shown. The position of the pivot point 50, which connects the lever 41 to the lever 34, is initially not changed. If, therefore, the outputs delivered by the various fuels in the relevant position of the output lever 43 of the speed regulator 44 are different, an undisturbed switchover is not possible. As already mentioned, the internal combustion engine can get too much or too little liquid fuel, which in most cases leads to the machine being switched off, either due to insufficient power or due to the intervention of a safety regulator. It must therefore be ensured that the position of the lever 43 of the speed controller 44 and thus also the pivot point 50 of the lever 34 corresponds to a specific torque or a specific power, which is the same when operated with both fuels.
Zu diesem Zweck ist die Ausgangswelle 51 der Kolbenbrennkraftmaschine, an welcher sich im vorliegenden Beispiel eine Schiffsschraube 52 befindet, mit einem Meßorgan 53 zur Messung des von der Maschine abgegebenen Drehmomentes versehen. Das Meßorgan 53 betätigt durch sein Meßsignal eine schwenkbare Nockenscheibe 54, welche auf ein Folgeorgan 55 in der Form einer durch eine Feder 56 belasteten Rolle 57 einwirkt. Die Rolle 57 ist mit einer in Längsrichtung beweglichen Stange 58 verbunden, welche auf ein Ende eines zweiarmigen Hebels 60 einwirkt. Das andere Ende des Hebels 60 ist durch eine Stange 61 mit dem Schwenkpunkt 50 verbunden. Die Mitte des Hebels 60 ist schwenkbar mit einer Stange 62 verbunden, welche der Betätigung eines Druckreglers 63 dient. Der Druckregler 63 ist in der Leitung 18 angeordnet, welche den Kompressor 12 mit den nicht dargestellten Einblaseventilen für Gas verbindet.For this purpose, the output shaft 51 of the piston internal combustion engine, on which a ship's propeller 52 is located in the present example, is provided with a measuring element 53 for measuring the torque output by the engine. The measuring element 53 actuates a pivotable cam disk 54 by means of its measuring signal, which cam disk acts on a follower element 55 in the form of a roller 57 loaded by a spring 56. The roller 57 is connected to a rod 58 which is movable in the longitudinal direction and which acts on one end of a two-armed lever 60. The other end of the lever 60 is connected to the pivot point 50 by a rod 61. The center of the lever 60 is pivotably connected to a rod 62 which is used to actuate a pressure regulator 63. The pressure regulator 63 is arranged in the line 18 which connects the compressor 12 to the injection valves for gas, not shown.
Der Druckregler 63 ist vorzugsweise ein astatischer Druckregler, d.h. ein solcher, welcher den Druck in der Leitung 18 so lange verändert, wie eine Abweichung der Stellung seiner Stange 62 von der Nullage besteht.The pressure regulator 63 is preferably an astatic pressure regulator, i.e. one which changes the pressure in the line 18 as long as there is a deviation of the position of its rod 62 from the zero position.
Bei der dargestellten Ausführung bildet das Meßorgan 53 zusammen mit dem Nocken 54 und der Stange 58 einen Sollwert-Signalgeber für die Stellung des Schwenkpunktes 50 und somit auch des Ausgangshebels 43 des Drehzahlreglers 44, die ein Ausgangssignal des Reglers 44 darstellt, und zwar über den ganzen Lastbereich. Wenn der Schwenkpunkt 50 den Lastbereich 0 bis 10 in der gleichen Weise durchläuft wie das mit dem Hebel 60 verbundene Ende der Stange 58, so wird der Hebel 60, welcher ein Vergleichsorgan bildet, zwar um seine Mitte geschwenkt, die Lage dieser Mitte verändert sich jedoch nicht. Das ist der normale Verlauf bei Ölbetrieb. Wenn hingegen bei Gasbetrieb durch Veränderungen des Heizwertes des in die Brennräume eingeführten Gases der Schwenkpunkt 50 unter dem Einfluß des Hebels 43 von seiner für flüssigen Brennstoff gültigen Lage abweicht, wird der Hebel 60 zusätzlich zu seiner Schwenkbewegung noch in der Zeichnung nach links oder nach rechts bewegt. Dadurch wird der Druckregler 63 betätigt, welcher eine entsprechende Korrektur des Gasdruckes bewirkt.In the embodiment shown, the measuring element 53, together with the cam 54 and the rod 58, forms a setpoint signal generator for the position of the pivot point 50 and thus also the output lever 43 of the speed controller 44, which represents an output signal of the controller 44, over the whole Load range. If the pivot point 50 passes through the load range 0 to 10 in the same way as the end of the rod 58 connected to the lever 60, the lever 60, which forms a comparison element, is indeed pivoted about its center, but the position of this center changes not. This is the normal course in oil operation. If, however, during gas operation, due to changes in the calorific value of the gas introduced into the combustion chambers, the pivot point 50 deviates from its position for liquid fuel under the influence of the lever 43, the lever 60 is moved to the left or right in the drawing in addition to its pivoting movement . As a result, the pressure regulator 63 is actuated, which effects a corresponding correction of the gas pressure.
Es versteht sich, daß die als Beispiel beschriebene mechanische Ausführung mit dem Drehzahlregler 44, den Hebeln 34 und 60 sowie den Nocken 54 nur eine mögliche Ausführung der Erfindung darstellt und daß der Erfindungsgedanke auch z.B. durch eine elektrische oder hydraulische Vorrichtung realisiert werden kann.It goes without saying that the mechanical embodiment described as an example with the speed controller 44, the levers 34 and 60 and the cams 54 represents only one possible embodiment of the invention and that the concept of the invention can also be implemented, for example, by an electrical or hydraulic device.
Claims (7)
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