DE2227345C2 - Brennstoffeinspritzanlage einer Dieselbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

DU' Erfindung betrifft eine Brennstoffcinspritzanlugc einer Dicsclbrennkraftmaschinc mil einer Brennstoffeinspritzpumpe, die ein Saugventil und ein Überströmventil aufweist, sowie mit einem Reeler. der über ein Gestänge auf mindestens eines der Ventile einwirkt, wobei das Gestänge einen Hebel enthält, der um einen Drehpunkt schwenkbar ist und

mit mindestens einem der Ventile derart verbunden ist, daß eine Schwenkbewegung des Hebels eine Veränderung der Steuerzeiten mindestens eines der beiden Ventile und damit eine Veränderung der zur Einspritzung gelangenden Brennstoffmenge zur Folge hat.

Bei den aus der Praxis bekannten Brennstoffemspritzanlagen dieser Art wird der Zeitpunkt des Beginns und des Endes des Einspritzvorgangs derart festgelegt, daß optimale Verhältnisse bei einer Betriebsdrehzahl entstehen, für welche die Maschine ausseiest ist und die /.. B. bei Maschinen für Schiffsantrieben der Nähe der Vollastdrehzahl liegt. Dadurch wird ein wirtschaftlicher Betrieb mit minimalem Brennstoffverbrauch und höchstem Wirkungsgrad erzielt.

Es oestehen jedoch Betriebszustände, wo große Brennstoffmengen auch bei kleineren Drehzahlen als der Betriebsdrehzahl in die Zylinder eingespritzt werden sollen. Ein typischer FaJl ist z. B. bei Schiffsmaschinen für direkten Antrieb der Schiffsschraube eine rasche Beschleunigung aus dem Leerlauf oder sogar eine Umsteuerung, bei welcher die Maschine möglichst rasch in der umgekehrten Drehrichtung ihre Betriebsdrehzahl erreichen soll. Wenn in solchen Fällen der Vollast entsprechende Brennstoffmengen bei kleinen Drehzahlen eingespritzt werden. verbrennen sie meistens im Bereich des oberen Totpunkts der Kolben oder sogar noch vor diesem. Das hat einen harten Lauf der Maschine und unzulässig hohe Drücke in den Zylindern zur Folge. Man war dahei bisher in solchen Fällen gezwungen, anfänglich eine kleinere Brennstoffmenge als die volle Brennstoffmenge einzuspritzen und diese erst fortschreitend in Abhängigkeit von der Erhöhung der Drehzahl zu vergrößern.

Die Erfindung hai eine Ausbildung der Brennstoffeinspitzpnlage zum Ziel, welche diese Nachteile nicht aufweist und die Einspritzung der vollen, der Betnebsdrehzahl bzw. Betricbslast entsprechenden Brennstoffmenge auch bei kleinerer als der Betriebsdrehzahl gestattet.

Die erfindungsgemäße Anlage, durch welche dieses Ziel erreicht wird, ist gekennzeichnet durch eine Einstellvorrichtung, welche eine Verschiebung des Drehpunkts des Hebels ermöglich;, derart, daß die Sieuerzeiten des Ventils bzw. der Ventile zusätzlich \erändert werden können.

Der Hebel kann dabei auf beide Ventile einwirken, wobei durch die Verschiebung des Drehpunkts eine Veränderung der Steuerzeiten der beiden Ventile im gleichen Sinn, eine Vorverlegung oder eine Rückverlegung, erzielt werden kann. Es ist jedoch auch möglich, die Anlage so auszubilden, daß der Hebel auf das Überströmventil einwirkt und daß die Einstellvorrichtung ein zusätzliches Gestänge enthält, das eine gleichzeitige Beeinflussung der Steuerzeiten des Säugventils im gleichen Sinn gestattet. In beiden Fällen wird eine einfache, zuverlässige Ausbildung erhalten, die in das Gestänge von bestehenden Maschinen, z. B. grollen Schiffsdieselmotoren, eingebaut werden kann.

Vorzugsweise ist es möglich, einen durch ein Druckmitte! betäligbaren Zylinder mit einem Kolben vorzusehen, welcher über ein Gestänge auf den Drehpunkt des Hebels einwirkt. Dabei kann zur Steuern 111: der Zufuhr des Druckmittels in den Zylinder ein zusätzlicher Regler vorgesehen werden, der z. B. von

tier Drehzahl der Maschine beeinflußt wird. Durch gangshebel 24 des Reglers ist durch eine Stange 25

diese Maßnahmen wird auf einfache Weise eine selbst- mit einem dreiarmigen Hebel 26 verbunden, dessen

tätige Funktion der Anlage ermöglicht. in einer Linie liegende Arme 27 und 28 durch Stan-

Dabei können vorzugsweise der Einspritzbeginn gen 30, 31 mit dem Hebel 17 bzw. 18 verbunden sind,

und das Einspritzende zur Erzielung optimaler Ver- 5 Wenn bei dieser Anordnung der Ausgangshebel 24

hältnisse bei Betriebsdrehzahl und im Ruhestand des des Reglers 23 eine Bewegung von 0 auf 10 ausführt,

Kolbens im Zylinder eingestelli werden, wobei der wird der dreiarmige Hebel 26 im Uhrzeigersinn um

Regler durch die Einstellvorrichtung bei ihrer Be- einen Drehpunkt X geschwenkt, was zu einer Vorver-

tätigung aus dem Ruhezustand eine Rückverlegung legung des Schließens des Säugventils 7 und einer

des Einspritzbeginns bewirkt. Eine derartige Aus- io Rückverlegung des Öffnens des Überströmventils 8

bildung der Anlage hat den Vorteil, daß sich die führt. Dadurch wird der Zeitraum der Einspritzung

Einstellvorrichtung im normalen Betrieb in einem des Brennstoffs verlängert, so daß die eingespritzte

Ruhezustand befindet, in welchem der zu ihrer Be- Brennstoffmenge vergrößert wird. Bei einer umge-

tätigung verwendete Energieträger, wie z. B. Druck- kehrten Bewegung des Hebels 24 entstehen umge-

luft, abgeschaltet sein kann. 15 kehrte Verhältnisse. Wie noch aus der Figur hervor-

Die Erfindung wird an Hand zweier in der Zeich- geht, ist der Regler 23 durch Zahnradgetriebe 32, 33

nung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele und 34. 35 mit der Nockenwelle 11 verbunden,

erläutert. Es zeigt Der Drehpunkt X des Hebels 26 ist auf einem Hebel-

F i g. 1 eine Brennstoffeinspritzanlage eines großen arm 36 eines Winkelhebels 37 ausgebildet. Der anSchiffsdieselmotors mit einer Brennstoffpumpe, die 20 dere Arm des Winkelhebels 37 ist durch Stangen 38, fin gesteuertes Saugventil und ein gesteuertes Über- 39 und einen Winkelhebel 40 mit der Kolbenstange Itrömventil aufweist, wobei die Steuerzeiten beider 41 eines Kolbens 42 verbunden, der in einem Zylin-Ventile unverändert sind, und die der 43 beweglich ist. Der Kolben 42 steht unter den;

F i g. 2 eine im wesentlichen der F i g. 1 entspre- Einfluß einer Feder 44, welche im Ruhezustand den

Chende Anlage, wobei jedoch nur die Steuerzeiten des 25 Kolben in die dargestellte rechte Endstellung drückt.

Überströmventils veränderlich sind. Der rechte Zylinderraum des Zylinders 43 ist

In beiden Figuren sind einander entsprechende durch eine Druckluftleitung 45 mit einem pneumati-

Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. sehen Ventil 46 verbunden, das die Leitung 45 wahl-

In der Fig. 1 ist die Brennstoffeinspritzanlage weise an eine Druckluftleitung 47 oder eine Enttines großen Schiffsdieselmotors dargestellt, welche 30 lüftungsleitung 48 anschließen kann. Bei der dareine Brennstoffeinspritzpumpe 1 enthält, die an eine gestellten Stellung der Anlage ist die Leitung 45 Zubringeleitung 2 für Brennstoff angeschlossen ist und entlüftet und der rechte Zylinderraum des Zylinders tliesen durch eine Förderleitung 3 einem Brennstoff- 43 drucklos. Das Umschaltventil ist zwischen den einspritzventil 4 zuführt, das im Zylinderkopf 5 des beiden Stellungen, die mit I und II bezeichnet sind, Motors 6 angeordnet ist. Die Brennstoffpumpe 1 35 unter dem Einfluß eines Reglers 50 beweglich. Dem enthält ein gesteuertes Saugventil 7 und ein gesteuer- Regler 50 wird durch eine Signalleitung 51 das Meßtes Überströmventil 8. Außerdem enthält die Brenn- signal einer Drehzahlrneßvorrichtung 52 zugeführt, stoffpumpe noch einen Kolben 10, welcher durch die mit einem Zahnrad 53 verbunden ist, das mit dem einen auf einer Nockenwelle 11 angeordneten Nocken Zahnrad 32 des Antriebs des Reglers 23 kämmt.
12 hin und her bewegt werden kann. Mit dem Kolben 40 In der F i g. 1 sind alle dem Ruhestand entspre-10 sind Hebel 13,14 verbunden, die auf exzentrischen chenden Stellungen der Teile mit 1 bezeichnet, die Zapfen 15,16 abgestützt sind und zur Betätigung der Stellungen, welche sich bei einer Betätigung des Ventile 7, 8 dienen. Die exzentrischen Zapfen 15, 16 pneumatischen Zylinders 43 durch den Regler 50 ersind mit Hebeln 17,18 verbunden, die eine Verstel- geben, mit II.

lung der Steuerzeiten, das heißt der Zeitpunkte des 45 Bei der Betriebsdrehzahl befindet sich die Anlage öffnens und Schließens der Ventile, gestatten. in der dargestellten Stellung, wobei die Teile der EinWenn das Saugventil während eines Abwärtshubs Stellvorrichtung die mit I bezeichnete Stellung eindes Kolbens 10 geöffnet wird, gestattet es die Ein- nehmen. Dabei wird der wirtschaftliche Betrieb der strömung von Brennstoff aus der Zubringeleitung 2 Maschine erhalten, wobei wegen der hohen Drehzahl in einen Punipcnraum 20. Am Anfang der Aufwärts- 5° große Einspritzmengen verwendet werden können, bewegung des Kolbens 10 wird das Saugventil 7 ge- Sobald sich jedoch die Maschine in einem Drehzahlschlossen, was, da das Überströmventil 8 geschlossen bereich befindet, der unter einer Grenzdrehzahl liegt, ist, den Beginn des Einspritzvorgangs bedeutet. Der die z.B. 60"0 der Betriebsdrehzahl betragen kann, Kolben 10 preßt dabei Brennstoff aus den Pumpen- bringt der Regler 50 durch Betätigung des Umschaltraum 20 durch ein Förderventil 21 in die Brennstoff- 55 ventils 46 die Teile der Einstellvorrichtung in die leitung 3 und durch das Einspritzventil 4 in den mit Il bezeichnete Stellung. Dadurch wird der Dreh-Zylinder der Maschine. Das Ende des Einspritzvor- punkt X in die mit A" bezeichnete Stellung verschogangs wird durch die Öffnung des Überström- ben. Die Steuerzeiten der beiden Ventile 7 und 8 erventils 8 bestimmt, welches eine Entspannung des im fahren dabei gleichzeitig eine Veränderung im gleichen Pumpenraum 20 befindlichen Brennstoffs und ein 60 Sinn, das heißt im vorliegenden Fall eine Verzögerung Ausströmen des eventuell noch weiter geförderten des Beginns wie auch des Endes des Einspritzvor-Brennstoffs in eine Überströmleitung 22 gestallet. gangs. Die durch den Regler 23 bestimmte Brenn-

Nach der Darstellung in der F i g. 1 ist die Brenn- stoffmenge bleibt dabei unverändert,

kraftmaschine mit einem Drehzahlregler 23 versehen. Durch diese Verstellung ist es möglich, trotz

dessen Ausgangshebel 24 zwischen den Hndstellun- 65 niedriger Drehzahl auch die größten, der Vollast ent-

gen 0 und 10 beweglich ist und durch seine Bcwegun- sprechende Brennstoffmengen einzuspritzen, ohne

gen in bekannter Weise die Menge des zur Ein- daß die Drücke im Zylinder übermäßig ansteigen,

spritzune, gelangenden Brennstoffs bestimmt. Der Aus- Dadurch wird unter anderem eine besonders rasche

Beschleunigung der Maschine ermöglicht, die z. B. in Notfällen bei raschen Umsteuerungen auf Schiffen (volle Kraft rückwärts) erforderlich ist.

Die Ausführungsform nach der F i g. 2 unterscheidet sich von der nach der F i g. 1 nur dadurch, daß die Brennstoffpumpe im normalen Betrieb einen konstanten Einspritzbeginn hai. Der Regler 23 wirkt daher nur auf den Hebel 18 des Überströmventils 8 ein, und zwar über die Stange 25, einen Winkelhebel i.00, eine Stange 101, einen zweiarmigen Hebel 102 mit denn Drehpunkt .Y sowie eine Stange 103. Der pneumatische Zylinder 43 der Einstellvorrichtung wirkt hingegen mit seiner Kolbenstange 41 auf beide Ventile 7 und 8 ein, und zwar über einen dreiarmigen Hebel 104, Stangen 105,106. Winkelhebel 107. 108 und eine Stange 110, die zum Hebel 17 des Ventils 7 führt.

Bei dieser Ausführungsform wird im normalen Betrieb nur die Steuerzeit des Ventils 8 verändert, wodurch die zur Einspritzung gelangende Brennstoffbeeinflußt wird. Der R.cglcr 50 bewirkt jedoch.

wie beim Beispiel nach der Fig. 1, unter dem Einfluß des Signalgebers 52 eine Verstellung der Steuerzeiten beider Ventile 7 und 8 gleichzeitig und im gleichen Sinn, wobei die Brennstoffmenge unverändert bleibt.

Wie bei der Ausführungsform nach der F i g. 1 kann die Anordnung so getroffen sein, daß im normalen Betriebszustand des Motors, das heißt bei der Betriebsdrehzahl, der Zylinder 43 entlüftet ist, und die Feder 44 den Kolben 42 in seiner rechten Endstellung

ίο hält. Durch die Betätigung des Zylinders 43 wird dann der Einspritzvorgang gegenüber dem normalen Betrieb zurUckverlegt.

Obwohl die Regelung bei den Beispielen nach den F i g. 1 und 2 nur zwei Stellungen hai, die mit I und 11 bezeichnet sind, ist durch eine geeignete Wahl des Reglers 50 und des Ventils 46 auch eine kontinuierliche Einstellung der Steuerzeiten der Ventile 7 und f möglich. In einem solchen Fall wären die Stellungen 1 und Il nur die Endstellungen, zwischen wcl-

ίο chen die Einstellbcwegungcn kontinuierlich staufindei würden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Brennstoffeinspritzanlage einer Dieselbrennkraftmaschine mit einer Brennstoffeinspritzpumpe, die ein Saugventil und ein Überströmventil aufweist, sowie mit einem Regler, der über ein Gestänge auf mindestens eines der Ventile einwirkt, wobei das Gestänge einen Hebel enthält, der um einen Drehpunkt schwenkbar ist und mit mindestens einem der Ventile derart verbunden ist, daß eine Schwenkbewegung des Hebels eine Veränderung der Steuerzeiten mindestens eines der beiden Ventile und damit eine Veränderung der zur Einspritzung gelangenden Brennstoffmenge zur Folge hat, gekennzeichnet durch eine Einstellvorrichtung (42, 43, 37,107), welche eine Verschiebung des Drehpunkts (X) des Hebels (26, 102) ermöglicht, derart, daß die Steuerzeiten des Ventils (8) bzw. der Ventile (7, 8) zusätzlich verändert werden können.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (26) auf beide Ventile (7, 8) einwirkt und daß durch die Verschiebung des Drehpunkts [X) eine Veränderung der Steuerzeiten der beiden Ventile (7, 8) im gleichen Sinn, eine Vorverlegung oder eine Rückverlegung, erzielt wird (F ig. 1).

3. Anlage nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (102) auf das Überstromventil (8) einwirkt und daß die Einstellvorrichtung ein zusätzliches Gestänge (106, 108,110) erhält, das eine gleichzeitige Beeinflussung der Steuerzeiten des Saugventils (7) im gleichen Sinn gestatlet (Fig. 2). "

4. Anlage nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen durch ein Druckmittel betätigbaren Zylinder (43) mit einem Kolben (42), welcher über ein Gestänge auf den Drehpunkt (A') des Hebels (26,102) einwirkt.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Zufuhr des Druckmittels in den Zylinder (43) ein zusatzlicher Regler (50) vorgesehen ist.

6. Anlage nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (SO) von der Drehzahl der Maschine (6) beeinflußt wird.

7. Anlage nach den Ansprüchen 5 oder 6. dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritzbeginn und das Einspritzende zur Erzielung optimaler Verhältnisse bei Betriebsdrehzahl und im Ruhestand des Kolbens (42) im Zylinder (43) eingestellt werden und daß der Regler (SO) durch die Einstellvorrichtung (42. 43) bei ihrer Betätigung aus dem Ruhezustand eine Rückverlegung des Einspritzbeginns bewirkt.