DE2405463C2

DE2405463C2 - Vorrichtung zur Steuerung des einer Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffes

Info

Publication number: DE2405463C2
Application number: DE2405463A
Authority: DE
Inventors: Joe Edward Conroe Tex. Goodwin
Original assignee: Sentinel Manufacturing Co Inc
Current assignee: Sentinel Manufacturing Co Inc
Priority date: 1973-05-11
Filing date: 1974-02-05
Publication date: 1982-08-19
Also published as: CA989693A; FR2228946A1; DE2405463A1; IT1006320B; SE405495B; GB1437669A; FR2228946B1; AU464974B2; AU6461274A; JPS5654445B2; JPS501238A; US3877455A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung des einer Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

In der US-PS 32 02 143 ist eine Vorrichtung zur Steuerung des einer Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffes beschrieben, die ein in der Kiaftstoffspeiseleitung angeordnetes Ventil enthält, das von dem Schmiermitteldruck solange in seiner Öffnungsstellung gehalten wird, wie dieser Druck wenigstens einen vorherbestimmten Wert hat. Wenn der Schmiermitteldruck unter den vorherbestimmten Wert abfällt, wird das Ventil durch eine Feder in seine Schließstellung bewegt und unterbricht die Kraftstoffzufuhr zu der Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine wird so vor Schäden durch unzureichenden Schmiermitteldruck geschützt. Um die Brennkraftmaschine auch gegen unzulässig hohe Temperaturen zu schützen, ist ein auf die Temperatur in dem Kühlsystem ansprechendes Ventil mit seinem Einlaß an die Druckseite und mit seinem Auslaß an die drucklose Seite des Druckschmiersystems angeschlossen. Wenn die Temperatur in dem Kühlsystem einen vorherbestimmten Wert überschreitet, öffnet das Ventil, wodurch der das in der Kraftstoffspeiseleitung befindliche Ventil steuernde Schmiermitteldruck sinkt und dieses Ventil schließt, um die Kraftstoffzufuhr zu der Brennkraftmaschine zu unterbrechen.

Wenn bei der Vorrichtung nach der US-PS 32 02 143 auch ein von der Brennkraftmaschine angetriebenes Hilfsaggregat gegen zu hohe Temperaturen geschützt werden soll, so ist parallel zu dem Ventil, das durch die Temperatur in dem Kühlsystem der Brennkraftmaschine gesteuert wird, ein weiteres Ventil angeordnet, das .- jedoch durch die Temperatur .des Kühlsystems des Hilfsaggregates gesteuert wird.

Aus der CH-PS 186 048 ist es ferner bekannt. Brennkraftmaschinen nicht nur gegen unzureichenden Schmiermitteldruck und zu hohe Kühlmitteltemperaturen zu schützen, sondern auch den Kühlmitteldruck zu überwachen, da Überhitzungsschäden in der Brennkraftmaschine auftreten können, wenn der. Füllstand des Kühlsystems unzureichend ist, so daß die Temperatur des noch verbliebenen Kühlmittels in dem Kühlsystem keinen oder nur verzögert Aufschluß über die Temperatur in der Brennkraftmaschine gibt. Gemäß der CH-PS 186 048 wird die Kraftstoffzufuhr zu der Brennkraftmaschine durch einen Ruhestromkreis gesteuert, in dem mehrere Schalter in Reihe geschaltet sind, die bei ausreichendem Kühl- und Schmiermitteldruck sowie bei ausreichend niedriger Kühlmitteltemperatur geschlossen sind. Diese bekannte Steuervorrichtung beruht auf einer elektrischen Steuerung der Brennkraftmaschine und ist daher nicht anwendbar, wenn die Steuerung in besonders zuverlässiger Weise hydraulisch erfolgen soll, wie dies bei der US-PS 32 02 143 der Fall ist

Aus der DE-PS 9 69 882 ist ferner eine Vorrichtung zur Steuerung des einer Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffes bekannt, bei der außer dem Schmiermitteldruck auch der Kühlmitteldruck überwacht wird und beim Absinken wenigstens eines dieser beiden Drücke unter einen vorbestimmten Wert die Kraftstoffzufuhr zu der Brennkraftmaschine unterbunden wird. Zu diesem Zweck ist in einer den Kraftstoffregler steuernden Steuerölleitung ein Schieber angeordnet, der über ein Hebelgestänge durch eine vom Kühlmitteldruck beaufschlagte Membran entgegen der Wirkung

einer Vorspannfeder in seiner Öffnungsstellung gehalten wird, solange der Kühlmitteldruck einen vorbestimmten Mindestwert aufweist. Sinkt der Kühlmitteldruck unter den vorbestimmten Wert ab, so wird der Kolben des Schiebers durch die ihn belastende Feder und entgegen dem Hydraulikdruck des Steueröles in seine Schließstellung bewegt Durch diese bekannte Steuervorrichtung läßt sich jedoch keine plötzliche Unterbindung der Kraftstoffzufuhr zu der Brennkraftmaschine erreichen, sobald der vorbestimmte Mindestdruck des Kühlmittels unterschritten wird, da der Schieber die Steuerölströmung nur allmählich absperrt und der Absperrvorgang ferner wesentlich durch den großen Schwankungen unterworfenen Hydraulikdruck des Steueröls beeinflußt wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Steuerung des einer Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffes in Abhängigkeit von dem im Druckschmiersystem bzw. im Kühlsystem der Maschine herrschenden Druck- bzw. Temperaturzustand, durch die eine zuverlässige Abschaltung der Kraftstoffzufuhr zu der Brennkraftmaschine erreicht wird, sobald der Kühlmittelströmungsdruck einen vorbestimmten Mindestwert unterschreitet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer mit der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung ausgestatteten Brennkraftmaschine;

F i g. 2 einen schematischen Schaltplan der wesentlichsten Bestandteile der in der F i g. 1 dargestellten

Sicherheitsvorrichtung und

F i g.3 einen senkrechten Schnitt durch, das von dem Kühlmitteldruck gesteuerte Ventil oder die Überwachungsvorrichtung für den Kühlmitteldruck, die schematisch in den Fig. 1 und 2 dargestell! ist, wobei das Ventil sich in seiner normalen Schließstellung befindet Die in der F i g. 1 dargestellte Moior-Sicherheitsvorrichtung weist eine von dem Öldruck gesteuerte Motorabstellvorrichtung bzw. ölüberwachungseinrichtung A, eine von der Temperatur des Kühlmittels i/i gesteuerte Motorabstellvorrichtung oder Temperaturüberwachungseinrichtung B und ein von dem Kühlmittelströmungsdruck gesteuertes Ventil oder eine Überwachungseinrichtung C für den Kühlmittelströmungsdruck auf, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine oder einem Antriebsmotor D verwendet wird, der mit einem herkömmlichen Vergaser E, einer Kraftstoffpumpe /% einer ölpumpe G, einem Kühlmantel H, einem Kühler / und einem Lüfter / ausgestattet ist

Die Temperaturüberwachungseinrichtung B ist in eine sich in dem Kühlmantel H befindliche eingesenkte Öffnung eingeschraubt und besitzt einen Ölzulaufanschluß 10, der über eine Druckölleitung 12 mit dem ölablaufanschluß 14 der ölüberwachungseinrichtung A verbunden ist, sowie einen ölablaufanschluß 16, der über eine ölrückführleitung 18 für das drucklose öl mit dem ölsumpf 20 des Motors verbunden ist

Die ölüberwachungseinrichtung A besitzt einen ölzulaufanschluß 22, der mittels einer Ölförderleitung 24 an die ölpumpe G des Schmiermittelsystems des Motors, mit welchem sie verwendet wird, angeschlossen ist, und weist ein eingebautes Kraftstoffventil auf, das in die Kraftstoffleitung 26 des Motors eingebaut ist und in seiner Öffnungsstellung gehalten wird, in welcher es so lange für eine ungehinderte Kraftstoffströmung von dem Kraftstoffzulaufanschluß 28 durch das Ventil zum Vergaser E sorgt, wie der Öldruck in dem Schmiermittelsystem des Motors einen bestimmten Wert aufweist oder überschreitet, der für den Betrieb der Ölüberwa- <o chungseinrichtung festgelegt ist. Wenn jedoch der Öldruck unter diesen vorbestimmten Wert fällt, dann schließt das Kraftstoffventil, so daß der Kraftstoffstrom zum Motor unterbrochen wird. Wie in der US-PS 32 02 143 beschrieben ist, kann das Kraftstoffventil der ölüberwachungseinrichtung A mittels einer von Hand bedienbaren Steuereinrichtung K auch teilweise geöffnet werden, wenn der ölbetriebsdruck unzureichend ist, um das Kraftstoffventil voll zu öffnen.

Die Temperaturüberwachungseinrichtung B ist mit einem eingebauten Absperrorgan versehen, welches zwischen dem ölzulaufanschluß 10 und dem ölablaufanschluß 16 angeordnet ist, und mittels einer entsprechend dimensionierten Feder normalerweise in seiner Schließstellung gehalten wird, so daß der ölstrom zur Ölrückführleitung 18 unterbrochen wird. Ferner weist die Temperaturüberwachungseinrichtung B einen Schmelzkörperwärmefühler auf, der auf Temperaturänderungen des sich in dem Kühlmantel H befindlichen Kühlmittels anspricht und das Absperrorgan öffnet, wodurch der auf die ölüberwachungseinrichtung A einwirkende Öldruck um einen ausreichend großen Betrag abfällt, um das Schließen des Kraftstoffventils jedes Mal dann zu bewirken, wenn die Temperatur des Kühlmittels einen vorbestimmten Wert überschreitet.

Die vorliegende Erfindung ergänzt das bekannte System durch eine zur Temperaturüberwachungseinrichtung B parallel geschaltete Überwachungseinrichtung für den Kühlmittelströmungsdruck, die auf einen Abfall des Strömungsdruckes im Kühlsystem derart reagiert, daß sie einen Abfall des die ölüberwachungseinrichtung steuernden Öldruckes um einen genügend großen Betrag bewirkt um bei irgendeinem Fehler im Kühlsystem dafür zu sorgen, daß das Kraftstoffventil schließt

Wie in der Fig.3 zu erkennen ist, weist die Überwachungseinrichtung für den Kühlmittelströmungsdruck C ein zweiteiliges Ventilgehäuse 30 mit einem unteren Teil 32 auf, das mit einem Öleinlaß 36, einem ölauslaß 38„ einem das obere Ende des sich senkrecht erstreckenden Teiles 42 des Einlasses 36 umgreifenden Ventilsitz 40 und mehrere sich nach unten erstreckende Durchlässe 44, die den sich in dem Gehäuseteil 32 über dem Ventilsitz 40 befindlichen Raum mit dem sich horizontal erstreckenden ölauslaß 38 verbinden. Der obere Gehäuseteil 34 des Gehäuses 30 weist eine senkrechte Bohrung 46 auf. in welcher eine scheibenförmige Ventileinrichtung 48 angeordnet ist, die vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoff hergestellt ist, sowie eine Feder 50, die die Ventileinrichtung gegen eine horizontale Schulter des oberen Gehäuseteiles 34 drückt welche das obere Ende der Bohrung 46 bildet Die beiden Gehäuseteile 32 und 34 sind mittels des Gewindes 52 aufeinandergeschraubt, und zwischen ihnen ist eine Dichtung 54 angeordnet, so daß die beiden Teile des Ventilgehäuses öldicht sind. Der obere Teil der scheibenförmigen Ventileinrichitung 48 weist eine Aussparung 56 auf, in welcher eine Druckfeder 58 angeordnet ist, die gegen das obere Ende einer Ventilscheibe 60 aus Buna anliegt, wobei die Ventilscheibe 60 im normalen Betriebszustand der Überwachungseinrichtung für den Kühlmittelströmungsdruck auf dem Ventilsitz 40 aufsitzt und eine Ölströmung von öleinlaß 36 zum ölauslaß 38 unterbindet, was in der Fig. 3 mit ausgezogenen Linien dargestellt ist.

Am oberen Ende des oberen Teiles 34 des Ventilgehäuses 30 sind Membraneinrichtungen 62 zur Betätigung des Ventils befestigt, die eine Membran 64, eine an der Bodenfläche der Membran befestigte Stützplatte 66, eine Ventilbetätigungseinrichtung 68 in Form eines an der Stützplatte 66 befestigten und nach unten greifenden Stößels aufweist, der gegen die Oberseite der scheibenförmigen Ventileinrichtung 48 anliegt, sowie eine obere und untere Membrangehäuseplatte 70 und 72, deren Ränder sich überlappen und zwischen denen der Rand der Membran eingeklemmt wird, sowie einen mit einem Innengewinde versehenen Stutzen 74, der an der oberen Membrangehäuseplatte 70 befestigt ist und eine nach unten in den sich über der Membran befindlichen Raum greifende Öffnung aufweist.

Wie in den Fig. 1 und 2 zu erkennen ist, ist die Überwachungseinrichtung C für den Kühlmittelströmungsdruck über die Druckölleitung 12 und die drucklose Ölrückführleitung 18 zu der Temperaturüberwachungseinrichtung B parallel geschaltet, d. h., daß der öleinlaß 36 des Ventilgehäuses 30 mittels einer Zweigleitung 12' an die Druckölleitung 12 angeschlossen ist, während der ölauslaß 38 des Ventilgehäuses mittels einer Zweigleitung 18' an die Leitung 18 angeschlossen ist. Ferner ist der Stutzen 74 der Überwachungseinrichtung C für den Kühlmittelströmungsdruck über eine Kühlmittelleitung 76 an einem sich auf der Druckseite der nicht dargestellten Kühlmittelpumpe befindlichen Schlauch 78 angeschlos-

sen, der zum unteren Teil des Kühlers / oder zu irgendeinem anderen geeigneten Teil des Kühlmittelkreislaufes führt. Bei dieser vorbeschriebenen Anordnung beaufschlagt der Strömungsdruck des Kühlmittels die Oberfläche der Membran 64 und über den Stößel 68 die scheibenförmige Ventileinrichtung 48, wobei diese entgegen der Federkraft der Feder 50 nach unten gedrückt wird und die Ventilscheibe 60 auf den Ventilsitz 40 drückt, solange wie der Kühlmittelströmungsdruck eine bestimmte Größe aufweist, wodurch die ölströmung von der Leitung 12' durch das Ventilgehäuse über die Leitung 18' und dann in den ölsumpf 20 unterbrochen wird. Die Druckfeder 58 dient dazu, jegliche Übersteuerung der Ventileinrichtung 48 zu verhindern, nachdem die Buna-Ventilscheibe 60 auf is dem Ventilsitz 40 aufsitzt.

Sollte der die Membran beaufschlagende Strömungsdruck des Kühlmittels in der Leitung 76 infolge eines Fehlers im Kühlsystem unter ein bestimmtes Minimum fallen, wenn z. B. der den Lüfter antreibende Keilriemen bricht oder durchrutscht, dann drückt die Feder 50 die scheibenförmige Ventileinrichtung 48 nach oben und hebt sie vom Ventilsitz 40 ab, wie dies in der F i g. 3 mit strichpunktierten Linien dargestellt ist und ermöglicht eine ungehinderte Ölströmung von der Leitung 12' durch das Ventilgehäuse 30 zur Leitung 18', wodurch der Öldruck in der Öldrucküberwachungseinrichtung A abgesenkt und ein Schließen des in der Einrichtung A befindlichen Kraftstoffventiles und damit ein Anhalten des Motors bewirkt werden, wie dies in der vorgenannten US-PS 32 02 143 beschrieben ist.

Da praktisch alle Benzin- und Dieselmotoren während des Motorstartes und des Motorleerlaufes einem Kühlmittelströmungsdruck von wenigstens 0,11 bis 0,28 kp/cm* erzeugen, sind die Teile der Überwachungseinrichtung Cfürden Kühlmittelströmungsdruck so ausgelegt, daß der Kühlmittelströmungsdruck unter 0,11 kp/cm² fallen muß, bevor die Vorrichtung anspricht und die Kraftstoffzufuhr zum Motor unterbricht, damit ein ungewolltes Abstellen des Motors verhindert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur Steuerung des einer Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffes in Abhängigkeit von dem im Druckschmiersystem bzw. im Kühlsystem der Maschine herrschenden Druck- bzw. Temperaturzustand mit einem in der Kraftstoffspeiseleitung befindlichen Ventil, das von dem Schmiermitteldruck solange in seiner Öffnungsstellung gehalten wird, wie dieser Druck wenigstens einen vorherbestimmten Wert hat, mit Mitteln, die das Ventil schließen, wenn der Schmiermitteldruck unter den vorherbestimmten Wert fällt, und mit auf die Temperatur in dem Kühlsystem ansprechenden Mitteln zur Absenkung des Schmiermitteldruckes unter den vorherbestimmten Wert, wenn die Temperatur in dem Kühlsystem einen vorherbestimmten Wert überschreitet, dadurch gehennzeichnet, daß in dem Kühlsystem ein auf den Kühlmittelströmungsdruck ansprechendes Ventil (C) angeordnet ist, dessen Einlaß (36) an die Druckseite und dessen Auslaß (38) an die drucklose Seite des Druckschmiersystems angeschlossen ist, und daß das Ventil (C) einen durch eine Feder (50) in seine Öffnungsstellung vorgespannten Verschlußkörper (48) aufweist, der durch eine von dem Strömungsdruck des Kühlmittels in dem Kühlsystem beaufschlagte Membran (64) entgegen der Wirkung der Feder (50) in seiner Schließstellung gehalten ist, solange der Strömungsdruck einen vorbestimmten Mindestwert aufweist.