DE2131038B2 - Hydrostatic drive for a reciprocating internal combustion engine - Google Patents
Hydrostatic drive for a reciprocating internal combustion engineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Triebwerk für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit zwei Brennkraftmaschinenkolben, von denen jeder durch eine Kolbenstange mit einem Pumpenkolben verbunden ist. der in einem Pumpenzylinder beweglich und an s? einen Druckflüssigkeits-Kolbenmotor angeschlossen ist, wobei eine Speisevorrichtung für die Zufuhr von Druckflüssigkeit vorgesehen ist, die über Rückschlagorgane an die Pumpenzylinder angeschlossen ist und dazu dient, in den Pumpenzylindern und im Druckflüssig- (« keits-Kolbcnmotor einen Liberdruck der Druckflüssigkeit gegenüber der Atmosphäre aufrechtzuerhalten, wobei die Pumpenkolben doppeltwirkend ausgebildet !:ind, die dem Druckflüssigkeits-Kolbenmotor abgewandten Zylinderräume der Pumpenzylinder durch fts eine Vcrbindungsleitimg miteinander verbunden sind, und die Kolbenstangen durch je eine Bohrung an dem BreiinkraflmaschiMenkolben näheren Kndc des PumThe invention relates to a hydrostatic drive mechanism for a reciprocating piston internal combustion engine with two Internal combustion engine pistons, each of which is connected to a pump piston by a piston rod is. which is movable in a pump cylinder and at s? a hydraulic fluid piston motor is connected, wherein a feed device for the supply of Hydraulic fluid is provided, which is connected to the pump cylinder via non-return elements and to that end serves, in the pump cylinders and in the hydraulic fluid (« Keits piston engine a pressure of the hydraulic fluid with respect to the atmosphere, the pump piston being designed to be double-acting !: ind, which turned away from the hydraulic fluid piston engine The cylinder chambers of the pump cylinders are connected to one another by a connecting line, and the piston rods each through a hole on the BreiinkraflmaschiMenkolben closer Kndc des Pum
penzylinders dichtend geführt sind.pen cylinder are sealingly guided.
Ein Triebwerk dieser Art ist aus der DTPS 12 11 051 bekannt. Bei diesem Triebwerk sind Steuernuten in den Pumpenzylindern vorgesehen, welche zur Begrenzung der oberen und der unteren Totpunkte der hvd-aulischen Kolben und mit ihnen der A.rbeitskclben der Brennkraftmaschine dienen. Diese Vorrichtung ist verhältnismäßig komplizier! und hat dabei den Nachteil, daß die Pumpenkolben mit ihren Dichtungsorganen dauernd über die Steuernuten laufen müssen.An engine of this type is from DTPS 12 11 051 known. In this engine, control grooves are provided in the pump cylinders, which limit the top and bottom dead centers of the hvd-aulische Pistons and with them the working cylinders of the internal combustion engine are used. This device is proportionate more complicated! and has the disadvantage that the pump piston with its sealing elements have to run continuously over the control grooves.
Die Erfindung hat die Schaffung eines Triebwerkes der erwähnten An zum Ziel, bei welchem die Totpunkte der Kolben mit wesentlich einfacheren Mitteln festgelegt werden können, unter Gewahrleistung des Gleichlaufes der Kolben im Betrieb.The invention aims to provide an engine of the type mentioned, in which the dead centers the piston can be set with much simpler means, while ensuring the Piston synchronism during operation.
Das erfindungsgemäße hydrostatische Triebwerk, durch welches dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangen eine an ihrem dem Brennkraftmaschinenkolben abgewandten Ende befindliche Steuernut aufweisen, wobei in jeder Bohrung zwei durch die Steuernut miteinander verbindbare Kanälc ausgebildet sind, von denen einer an den dem Brennkraftmaschinenkolben näheren Zylinderraum des Pumpenzylinders und der andere an die Speisevorrichtung angeschlossen ist, und daß die Spiele und Dichtungen zw:scnen den Kolbenstangen und den Bohrungen sowie den Pumpenkolben und den Pumpenzylindein derart gewählt sind, daß die Leckströmungen entlang der Pumpenkolben kleiner sind als die Lcckströmungen entlang der Kolbenstangen, und daß im Betrieb die Verbindungsleitung von der Zufuhr der Druckflüssigkeit aus der Speisevorrichtung getrennt ist.The hydrostatic drive according to the invention, by means of which this object is achieved, is characterized in that the piston rods have a control groove located at their end facing away from the internal combustion engine piston, with two channels being formed in each bore which can be connected to one another by the control groove, one of which is connected to the engine piston closer cylinder chamber of the pump cylinder and the other is connected to the feed device, and in that the games and seals zw: scnen the piston rods and the bores and the pump piston and the Pumpenzylindein are selected such that the leakage flows along the pump piston are smaller than the Lcckströmungen along of the piston rods, and that, during operation, the connecting line is disconnected from the supply of the pressure fluid from the feed device.
Durch diese Maßnahme genügt es. nur die oberen Totpunkte der Kolben zu bestimmen. Die Anordnung zur Bestimmung der oberen Totpunkte ist dabei im Bereich der Bohrungen für die Kolbenstangen zusammengefaßt, .voraus sich eine bedeutende Vereinfachung der Maschine ergibt. Der Pumpenzylinder kann dabei vollständig glatt sein, so daß die Funküon der Dichtungsorgane der Pumpenkolben unter optimalen Bedingungen möglich ist.This measure suffices. only to determine the top dead centers of the pistons. The order to determine the top dead center is summarized in the area of the holes for the piston rods, .from this results in a significant simplification of the machine. The pump cylinder can be completely be smooth, so that the funcion of the sealing elements of the pump pistons under optimal conditions is possible.
Für den Start der Maschine kann die Speisevorrichtung an die Verbindungsleilung über ein Absperrorgan anschließbar sein. Durch eine Öffnung des Absperrorgans wird es dadurch möglich, bei einer Inbetriebsetzung in weniger als einer vollen Umdrehung der Maschine die erforderliche Füllung des hydrostatischen Triebwerkes mit der Druckflüssigkeit zu erhalten.To start the machine, the feed device can be connected to the connecting line via a shut-off device be connectable. By opening the shut-off device, it becomes possible during commissioning in less than one full revolution of the machine the required filling of the hydrostatic To get the engine with the hydraulic fluid.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der beiliegenden Zeichnung.Further details of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment on the basis of the enclosed drawing.
In der Zeichnung ist eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit zwei Brennkraflmaschinenzylindern 1 dargestellt, die in bekannter Weise mit Einspritzveniilen 2, Lufteinlaßkanälen 3 und Abgaskanälen 4 versehen sind. Da die Erfindung insbesondere für große Maschinen geeignet ist, kann es sich dabei um die Zylinder einer großen Zweitakt-Schiffs-Dieselmaschinc mit Schlitzsteuerung für direkten Schraubenantrieb handeln.In the drawing is a reciprocating internal combustion engine shown with two internal combustion engine cylinders 1, which in a known manner with injection valves 2, Air inlet ducts 3 and exhaust ducts 4 are provided. Because the invention is particularly useful for large machines suitable, it can be the cylinder of a large two-stroke marine diesel engine with slot control act for direct screw drive.
In den Brennkraftmaschinenzylindern 1 sind Brennkraftmaschinenkolben 5 beweglich, die durch Kolbenstangen 6 mit Pumpenkolben 7 verbunden sind, die in Pumpenzylindern 8 beweglich sind. Die Pumpenzylinder 8 sind durch Anschlußkanäle 10 an Zylinder II eines Druckflüssigkeits-Kolbenmolors 12 angeschlossen. Der Motor 12 weist in den Zylindern 11 bewegliche Kolben 13 auf, die auf einen Exzenter 14, der an einer Exzenterwelle 14' befestigt ist, derart einwirken,In the internal combustion engine cylinders 1 are internal combustion engine pistons 5 movable, which are connected by piston rods 6 to pump pistons 7, which are shown in FIG Pump cylinders 8 are movable. The pump cylinders 8 are connected to cylinder II by connecting channels 10 a hydraulic fluid piston motor 12 connected. The motor 12 has in the cylinders 11 movable pistons 13, which on an eccentric 14, on an eccentric shaft 14 'is attached, act in such a way,
daß ihre Arbeitsphase um 180 versetzt ist. Die oberen Z>!inderräume der doppeltwirkenden Pumpenzylinder S sind durch eine Verbindun-jsleitung 23 verbunden. I)ie Exzenterwelle 14' kann mit einer Schiffsschraube verbunden sein.that their working phase is offset by 180. The top Z>! Inder spaces of the double-acting pump cylinder S are connected by a connection line 23. I) The eccentric shaft 14 'can be connected to a propeller.
Die Hubkolbenbrennkraftmaschine ist mit einer Speisevorrichtung 9 versehen, die eine Zahnradpumpe 15 mit einem Überströmventil 16 si wie ein Rückschlagventil 17 enthält, zur Förderung von Druekfiüs tigkcit aus einem nicht dargestellten Behälter in das hydrostatische Triebwerk der Maschine dient uwJ. die Aufgabe h;'t. in diesem einen Überdruck gegenüber der Atmosphäre zu halten und gleichzeitig Leckverluste zu ersetzen. Die Speisevorrichtung 9 ist durch eine Speiseleitung 18. in welcher Rückschlagventile 20 angeordnet Sind, an die Anschlußkanäle 10 bzw. die Pumpenzylinder 8 angeschlossen. Gleichzeitig führt von der Speise leitung 18 eine Leitung 21 mit einem von Hand oder automatisch betätigbaren Absperrorgan 22 in die V'crbindungsleitung 23. welche die oberen Zylinderräiime tier Pumpenzylinder 8 miteinander verbindet.The reciprocating internal combustion engine is provided with a feed device 9 which contains a gear pump 15 with an overflow valve 16 si such as a check valve 17, for pumping Druekfiüs tigkcit from a container, not shown, into the hydrostatic drive of the machine, etc. the task h; 't. to maintain an overpressure in relation to the atmosphere in this and at the same time to replace leakage losses. The feed device 9 is connected to the connection channels 10 or the pump cylinders 8 by a feed line 18 in which check valves 20 are arranged. At the same time leads from the feed line 18 a line 21 with a manually or automatically operated shut-off device 22 in the connecting line 23 which connects the upper cylinder areas tier pump cylinder 8 with each other.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist. sind an den oberen Enden der Pumpenzylinder 8 die Kolbenslangen 6 durch Bohrungen 24 durchgeführt, in welchen Kanäle 25. 26 und 27 ausgebildet sind. Die Kolbenstange 6 ist an ihrem unteren Ende mit einer Steuernut 2H versehen. Die Kanüle 25 und 26 sind so ausgebildet, dal* bei der auf der linken Seite der Figur dargestellten Stellung der Kolbenstange 6 eine Verbindung /wischen ihnen unterbrochen ist und erst durch die in der Kolbenstange 6 ausgebildete Steuernut 28 geschaffen wer ilen kann. Der Kanal 27. der im dargestellter: Beispiel (lic Form einer Ringnut hat, die sich neben den Kanälen 25 und 26 näher zum Brennkraftmaschinen/ylinder 1 befindet, ist an eine Abflußleiiung 30 angeschlossen. Der Kanal 26 ist mit der Speiseleitung 18 verbunden. <lcr Kanal 25 steht durch eine Leitung 31 mit dem obe· fen Zylinderraum des Pumpenzylinders 8 in Verbindung. As can be seen from the drawing. are to the upper ends of the pump cylinder 8, the piston lengths 6 passed through bores 24, in which Channels 25, 26 and 27 are formed. The piston rod 6 is at its lower end with a control groove 2H Mistake. The cannula 25 and 26 are designed so that * in the position of the piston rod 6 shown on the left side of the figure, a connection / wipe them is interrupted and only created by the control groove 28 formed in the piston rod 6 who ile can. The channel 27. the one shown in the: Example (lic has the shape of an annular groove, which is next to the channels 25 and 26 closer to the internal combustion engine / cylinder 1 is connected to a drain line 30. The channel 26 is connected to the feed line 18. The channel 25 is connected to the upper cylinder space of the pump cylinder 8 by a line 31.
Im Betrieb werden durch Zündungen des in die fSrennkraftmaschincnzylinder 1 eingeführten Brenn ttoffcs die Brennkraftmaschinenkolben 5 abwechselnd iuf und ab bewegt. Dadurch werden über die Druckflüssigkeit die Kolben 13 des Druekflüssigkeitsmotors 12 hin und her bewegt, welcher drn Exzenter 14 in Die llung versetzt. Eine genaue synchrone Bewegung der ftrennkraftmaschinenkolbeii 5 wird dabei durch die in den Anschlußkanälen 10 sowie in der Verbindungsleitung 23 befindliche Druckflüssigkeit gewährleistet.During operation, ignitions of the fSrennkraftmaschincnylinder 1 introduced fuel ttoffcs the internal combustion engine piston 5 alternately Moved up and down. As a result, the pistons 13 of the pressure fluid motor are via the pressure fluid 12 moves back and forth, which drn eccentric 14 in the llung shifted. A precise synchronous movement of the separating engine pistons 5 is ensured by the in the connection channels 10 and in the connecting line 23 located hydraulic fluid guaranteed.
Das aus den Teilen 8, 10. 11, 23 gebildete hydrostatische Triebwerk wird durch die Speisevorrichtung 9 iber die Rückschlagventile 20 unter einem gewählten, iber dem Aunosphärendruck befindlichem Druck gekalten. Sobald der Druck in einem der Anschlußkanäle |0 unter den eingestellten Druck der Speisevorricht .ng • sinkt, wird in den betreffenden Kanal Druckflüssigkeit eingespeist. Dadurch wird der Druck, welcher sich iber die Pumpenkolben 7 auch auf die Vcrhindungsleitung 23 und den anderen Pumpenzylinder 8 mit dem anderen Anschlußkanal 10 überträgt, im ganzen Trie!) werk aufrechterhalten.The hydrostatic formed from parts 8, 10, 11, 23 The engine is powered by the feed device 9 via the check valves 20 under a selected, Cold above the aunospheric pressure. As soon as the pressure in one of the connection channels | 0 below the set pressure of the feed device .ng • drops, hydraulic fluid is fed into the relevant channel. This will reduce the pressure, which is Via the pump piston 7 also to the connecting line 23 and the other pump cylinder 8 with the other connection channel 10 transmits, in the whole trie!) maintain work.
Die Bewegung der beiden Breiinkraflmaschinenkol bcn 5 zwischen genau festgelegten Totpunkten wird durch die Kanäle 25 und 26 gewährleistet. Die Kanäle 27 und die Abflußleitungen 30 dienen zur Ableitung der Leckströmung entlang der Kolbenstange 6.The movement of the two pulp machines col bcn 5 between precisely defined dead points is ensured by the channels 25 and 26. The channels 27 and the discharge lines 30 serve to divert the leakage flow along the piston rod 6.
Durch eine geeignete Wahl der Spiele und Dichtungen, derart, daß die Leckströmungen entlang der Pum-By a suitable choice of the clearances and seals, such that the leakage flows along the pump
penkolben 7 in den Pumpenzylindern 8 kleiner sind als die Leckströmungen entlang der Kolbenstangen 6 nach außen, wird erreicht, daß dauernd eine Tendenz zur Verminderung des Volumens der in den oberer; Zylinderräumen der Pumpenzylinder 8 und in der Verbindungsleitung 23 befindlichen Druckflüssigkeit besteht. Unter dem Hinfluß der Na.hspeisung aus der Speiseleitung 18 über die Rückschlagventile 20 haben daher die Brennkrafiniiischinenkolbe·' 5 eine Tendenz zur VerL>gerung ihrer oberen Totpunkte nach oben.piston 7 in the pump cylinders 8 are smaller than the leakage flows along the piston rods 6 according to outside, it is achieved that there is a permanent tendency to reduce the volume of the in the upper; Cylinder chambers the pump cylinder 8 and the pressure fluid located in the connecting line 23 consists. With the addition of the water supply from the supply line 18 via the check valves 20, the internal combustion engine pistons therefore have a tendency to elongate their top dead center upwards.
vVenn jeweils ein Brennkraftmaschinenkolben 5 in den Bereich des oberen Totpunktes gelangt, verbindet die Steuernut 28 der Kolbenslange 6 kurzzeitig die beiden Kanüle 25 und 26. Dabei wird Druckflüssigkeit nachgespeist, wodurch die Leckverluste aus den oberen Z\ linderräumen der Pumpenzylinder 8 und der Verbindiingsleituna 23 ausgeglichen werden. Somit wird erreich!, daß sich bei jedem Aufwarishub die obere Kante i\cr Steuernut 28 der Kolbenstange 6 nur geringfügig über die unteren Kanten der Kanäle 25 und 26 hinaus bewegt, wodurch der obere Totpunkt des Brennkraftmaschinenkolbens 5 bestimmt ist.When an internal combustion engine piston 5 comes into the area of the top dead center, the control groove 28 of the piston length 6 briefly connects the two cannulas 25 and 26 will. Thus, the goal of reaching !, that at each Aufwarishub the upper edge i \ cr control groove 28 of the piston rod 6 moves only slightly above the bottom edges of the channels 25 and 26 also, is determined by which the top dead center of the engine piston. 5
Wenn nach einem längeren Stillstand der Maschine beide Brennkraftmaschinenkolben 5 durch Leckslro m ingen in ihre tiefste Lage gesunken sind oder zumindest .ms ihrer richtigen Stellung geraten sind und die Maschine in Betrieb gesetzt werden soll, wird zuerst die Speisevorrichtung 9 in Gang gebracht. Diese setzt das ganze hsdrostatische Triebwerk unter den gewunschicn Druck. Dann wird das Abspei rorgan 22 geöffnet, worauf der ! \zenter !4 langsam gedreht werden kann Dabei gelangt einer der Brennkraftmaschinenkolben 5 in einen nros isorischen unleren Totpunkt. tier durch den Aü'-ehlag seines Kolbenteiles 5' gegen den unteren MoOen Γ des Biennkraftmaschinenzyhnders 1 bestimmt ist. I 'bcrschüssigc, in der Verbindungsleiuing 23 befindliche Druckflüssigkeit \\:rd darauf in den Anschlußkanal 10 des betreffenden Zylinders Il abgeleitet. Bei einer weiteren Drehung des Exzenters 14 wird der Brennkraftmaschinenkolben. dessen unterer Totpunkt provisorisch bestimmt wurde, in seinen oberen Totpunkt bewegt, der dadurch provisorisch bestimmt wird, daß der Pumpenkolben 7 in Anschlag kommt. Gleichzeitig stößt der Brennkraftmaschinenkolben 5 im Brennkrafiniasehinenzylinder 1 gegen seinen unteren Anschlag, worauf wieder überschüssige Druckflüssigkeit aus der Vcrbindungslcitung 23 durch das Absperrorgan 22 in den Anschlußkanal 10 des betreffenden Brennkraflmaschincnkolbens 5. der sich im Anschlag befindet, abgeleitet wird. Auf diese Weise wird provisorisch auch der untere Totpunkt des Brennkraltmasehincnkolbens 5 bestimmt. Es ist somit durch ungefähr eine ganze Umdrehung des F.xzenters 14 mit einem Hilfsantrieb möglich, die Brennkraftmaschinenkolben 5 provisorisch in ihre für den Betrieb erforderliche Lage zu bringen. In ihre genaue Betriebslage, in welcher die Brennkraltmaschinenkolben 5 ihre unleren Anschläge nicht mehr berühren, gelangen die Brennkraftmaschinenkolben 5 im Betrieb mit der Hilfe der Naehspcisung über die Rückschlagventile 20 und die Kanäle 25,26'If after a longer standstill of the machine both internal combustion engine pistons 5 by Leakage may have sunk into their lowest position or at least have gotten into their correct position and the Machine is to be put into operation, the feed device 9 is first brought into motion. This sets the whole hsdrostatic engine among the desired Pressure. Then the Abspei rorgan 22 is opened, what the! \ zenter! 4 should be turned slowly One of the internal combustion engine pistons can get there 5 in a nros isoric lower dead center. animal by the Aü'-ehlag its piston part 5 'against the lower MoOen Γ of the Biennkraftmaschinenzynders 1 is determined. I 've been in liaison 23 located hydraulic fluid \\: rd then into the connection channel 10 of the relevant cylinder II derived. With a further rotation of the eccentric 14, the internal combustion engine piston becomes. its lower Dead center was provisionally determined, moved to its top dead center, which thereby provisionally determined is that the pump piston 7 comes into abutment. At the same time, the internal combustion engine piston strikes 5 in Brennkrafiniasehinenzylinder 1 against its lower stop, whereupon again excess Pressure fluid from the connection line 23 through the shut-off device 22 into the connection channel 10 of the relevant Brennkraflmaschincnkolbens 5. which is in the stop, is derived. In this way the bottom dead center of the Brennkraltmasehincnkolbens is provisionally 5 determined. It is thus through approximately one full turn of the F. eccentric 14 with an auxiliary drive possible, the internal combustion engine piston 5 provisionally in their required for operation Able to bring. In their exact operating position, in which the internal combustion engine pistons 5 are unleren Stop touching the stops, the internal combustion engine pistons arrive 5 in operation with the help of the Naehspcisung on the check valves 20 and the Channels 25.26 '
Die Speisevorrichtung hält in den Anschlußkanälen 10 und damit im ganzen hydrostatischen Triebwerk einen Druck aufrecht, der über dem atmosphärischen Druck liegl und st» beiin.-ssen ist, daß im Betrieb keine Kavitationen im hydrostatischen Triebwerk auftreten. Ein solcher Druck kann z. B. im Größenbereich von 10 bis 20 Atmosphären liegen.The feed device holds in the connection channels 10 and thus in the entire hydrostatic drive a pressure is maintained which lies above atmospheric pressure and is constant, that in operation none Cavitations occur in the hydrostatic engine. Such a pressure can e.g. B. in the size range of 10 to 20 atmospheres.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH604771 | 1971-04-26 | ||
| CH604771A CH536936A (en) | 1971-04-26 | 1971-04-26 | Piston internal combustion engine with hydrostatic drive |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2131038A1 DE2131038A1 (en) | 1972-11-09 |
| DE2131038B2 true DE2131038B2 (en) | 1975-11-13 |
| DE2131038C3 DE2131038C3 (en) | 1976-06-24 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007005511B3 (en) * | 2007-02-03 | 2008-07-31 | Lesa Maschinen Gmbh | Reciprocating engine, has working cylinder and working piston is firmly connected with opposite parts of continuous working piston rod |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007005511B3 (en) * | 2007-02-03 | 2008-07-31 | Lesa Maschinen Gmbh | Reciprocating engine, has working cylinder and working piston is firmly connected with opposite parts of continuous working piston rod |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5127802B1 (en) | 1976-08-14 |
| GB1366468A (en) | 1974-09-11 |
| DK134681C (en) | 1977-05-23 |
| ES401885A1 (en) | 1975-12-01 |
| CH536936A (en) | 1973-05-15 |
| NL7108134A (en) | 1972-10-30 |
| DE2131038A1 (en) | 1972-11-09 |
| IT953753B (en) | 1973-08-10 |
| DK134681B (en) | 1976-12-20 |
| FR2136370A5 (en) | 1972-12-22 |
| SE371860B (en) | 1974-12-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |