DE2411342C2 - Vorrichtung zur Begrenzung der Drehzahl einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit vom Schmieröldruck - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begrenzung der Drehzahl einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit vom Öldruck des Schmierölkreislaufes der Brennkraftmaschine mit einem Drehzahlregler mit Fliehgewichten und einem hydraulischen Servomotor mit Steuerschieber und Folgekolben zum Einstellen einer Solldrehzahl, dem als Arbeitsmedium Drucköl aus dem Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine zugeführt wird und dessen Folgekolben unter der Wirkung eines aus dem Schmieröldruck gebildeten Folgekolbendruckes in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerschiebers die Vorspannung der Reglerfeder des Drehzahlreglers entsprechend der gewünschten Solldrehzahl einstellt, mit einer in der Schmieröl-Zuführleitung des Servomotors angeordneten, vom Schmieröldruck gegen die Wirkung einer Feder im Öffnungssinne beaufschlagten Absperreinrichtung.

Zweck der Erfindung ist die Verhinderung der Zerstörung der Brennkraftmaschine bei Absinken des Öldruckes, z. B. durch Lagerspaltvergrößerung infolge Verschleiß oder durch Filterverschmutzung.

Es sind Sicherheitseinrichtungen bekannt, die bei einem Absinken des Öldruckes unter einen vorgegebenen Wert die Brennkraftmaschine abstellen. Dieses Abstellen der Brennkraftmaschine ist jedoch insbesondere bei Fahrzeugen nachteilig, weil dadurch z. B. andere Verkehrsteilnehmer behindert und Schienenwege blockiert werden oder die Manövrierfähigkeit von Schiffen verloren geht.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es weiterhin aus der US-PS 31 59 036 bei einer Brennkraftmaschine mit einer hydraulischen Sollwerteinstelleinrichtung für die Drehzahl bekannt, daß beim Absperren der Schmierölzuleitung infolge Schmierdruckabfall die Brennkraftmaschine noch mit verminderter Drehzahl weiterbetrieben wird. Wie bekannt ist, muß zum sicheren Betrieb der Brennkraftmaschine ein hoher Öldruck nicht über den ganzen Drehzahlbereich vorhanden sein. Bei kleinen Drehzahlen genügt ein verminderter Öldruck vollauf.

Bei der bekannten Vorrichtung besteht jedoch die Gefahr, daß die Brennkraftmaschine bei völlig fehlendem Öldruck durch ölmangel zerstört wird, weil sie dabei ebenfalls mit der abgesenkten Drehzahl betrieben werden kann. Außerdem muß der Mindestschmieröldruck, bei dem die Drehzahlminderung erfolgen soll, sehr hoch gewählt werden, weil mit ihm auch eine ausreichende Schmierölversorgung bei maximaler Drehzahl sichergestellt sein muß. Dementsprechend wird eine derartig ausgebildete Sicherheitseinrichtung schon bei einer verhältnismäßig geringen Absenkung des Druckniveaus stark ansprechen. Es ist aber oftmals

ίο schwierig oder unmöglich, ein Fahrzeug bei wesentlich verminderter Drehzahl seiner Antriebsmaschine fortzubewegen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Absperreinrichtung der hydraulischen Sollwerteinstelleinrichtung für die Drehzahl so auszubilden, daß bei abgesunkenem Schmieröldruck ein Betrieb der Brennkraftmaschine bis zu einer bei diesem Schmieröldruck noch zulässigen Drehzahl möglich ist und daß bei völlig fehlendem Öldruck die Brennkraftmaschine abgestellt wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß auf diese Absperreinrichtung zusätzlich im Schließungssinne der Folgekolbendruck einwirkt. Sinkt bei Betrieb der Brennkraftmaschine der Schmieröldruck unter den erforderlichen Wert, so ist der Folgekolbendruck gemeinsam mit der entsprechend ausgelegten Feder der Absperreinrichtung in der Lage, die Zufuhr von Schmieröl zu der Sollwerteinstelleinrichtung durch Betätigen der Absperreinrichtung zu unterbrechen. Dadurch sinkt der Druck in der Sollwerteinstelleinrichtung, der Folgekolbendruck und damit auch die Drehzahl so lange, bis der vorhandene Schmieröldruck ausreicht, die Federkraft und den abgesunkenen Folgekolbendruck zu überwinden und die Absperreinrichtung wieder zu öffnen. Damit stellt sich entsprechend dem abgesunkenen Schmieröldruck ein Gleichgewichtszustand mit einer nach oben begrenzten Drehzahl der Brennkraftmaschine ein.

Bei Unterschreiten eines minimalen Schmieröldrukkes wird durch die Feder der Absperreinrichtung die Schmierölzufuhr zu der Sollwerteinstelleinrichtung völlig unterbrochen und dadurch die Brennkraftmaschine abgestellt. Damit ist die Sicherheit gegen völligen Schmierölmangel, verbunden mit dem rechtzeitigen Erkennen eines fortschreitenden Schmieröldruckabfalles, gegeben. Ein solcher Schmieröldruckabfall zeigt sich durch Nichterreichen der maximalen Drehzahl der Brennkraftmaschine selbsttätig an und kann untersucht und behoben werden, bevor an der Brennkraftmaschine ernsthafte Schäden auftreten. Der Betrieb der Brennkraftmaschine ist in dieser Anfangsphase nur in unerheblicher Weise eingeschränkt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Sollwerteinstelleinrichtung für einen Drehzahlregler einer Brennkraftmaschine bei ausreichendem Schmieröldruck,

Fig.2 die gleiche Einrichtung mit einem für den eingestellten Drehzahl-Sollwert nicht mehr ausreichenden Schmieröldruck.

In Fig. 1 wird ein Fliehkraftregler 11 einer Brennkraftmaschine über eine Welle 12 proportional zur Drehzahl der Brennkraftmaschine angetrieben. Die an Fliehgewichten 13 angreifende Fliehkraft versucht die Fliehgewichte entgegen der Kraft einer Reglerfeder 14 nach außen zu bewegen. Die Vorspannung der Reglerfeder 14 kann mit einem hydraulischen Servomotor als Drehzahlsollwert-Einstellung, bestehend aus

einem Steuerschieber 15 und einem Folgekolben 16, verändert werden. Entsprechend der eingestellten Vorspannung der Reglerfeder 14 erfolgt die Bewegung der Fliehgewichte 13 nach außen und damit eine Reduzierung der Brennstoffmenge über das nicht dargestellte Reglergestänge bei einer kleineren oder größeren Drehzahl der Brennkraftmaschine.

Als Arbeitsmedium wird der Sollwertverstellung Drucköl aus dem Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine zugeführt In der Schmieröl-Zuführleitung ist eine Absperreinrichtung mit in einer zylindrischen Bohrung 18 axial beweglichem Kolben 19 angeordnet. Die Zuführung des Schmieröles von der Brennkraftmaschine erfolgt über eine Leitung 20 in einen Druckraum 21 der Absperreinrichtung. Bei ausreichendem Öldruck wird der Kolben 19 gegen die Wirkung der Kraft einer Feder 25 verschoben und gibt dem Schmieröl den Weg in die zum Steuerkolben 15 führende Leitung 22 frei. Über Bohrungen 26 gelangt das öl in einen Ringraum 27 Steuerkanten 28 bzw. 29 des Steuerkolbens 15 steuern je nach Stellung des Folgekolbens 16 gegenüber dem Steuerkolben 15 einen ölzufluß über Bohrungen 30 in einen Druckraum 17 oder entlasten diesen Druckraum. Ausreichenden Schmieröldruck vorausgesetzt, folgt damit der Folgekolben 16 jeder Bewegung des Steuerkolbens 15. Damit können in bekannter Weise verschiedene Vorspannungen der Reglerfeder und damit verschiedene Solldrehzahlen eingestellt werden. Die Höhe des sich im Druckraum 17 einstellenden Druckes ist proportional der auf den Folgekolben von der Reglerfeder ausgeübten Kraft, steht damit in einem bestimmten Verhältnis zu dem Sollwert der Drehzahl und stellt deshalb ein Maß für die Höhe der Istdrehzahl und damit für die Belastung der Brennkraftmaschine dar. Über eine Leitung 23 wird dieser Folgekolbendruck in einen Raum 24 geleitet und wirkt damit auf die aus dem Kolben 19 gebildete Absperreinrichtung für die ölzuführungsleitung 22 im Schließungssinne ein. Da der Folgekolbendruck je nach Drehzahlsollwert einen mehr oder weniger kleineren Wert gegenüber dem Schmieröldruck aufweist, ist bei genügend hohem Schmieröldruck der Folgekolbendruck zuzüglich der Kraft der Feder 25 nicht in der Lage, über den Kolben 19 die Leitung 22 abzusperren.

In F i g. 2 ist die Wirkung der Begrenzungsvorrichtung bei ungenügender Höhe des Schmieröldruckes dargestellt. Wie aus der Stellung des Steuerschiebers 15 ersichtlich, wurde ein höherer Sollwert für die Drehzahl

ίο eingestellt Der Folgekolben kann jedoch dem Steuerkolben 15 nicht folgen, weil der ölzufluß in der Leitung 22 durch den Kolben 19 abgesperrt wurde. Diese Absperrung konnte erfolgen, weil der Folgekoibendruck zuzüglich der Kraft der Feder 25 in der Lage waren, den Kolben 19 gegen den verminderten Schmieröldruck in die gezeigte Stellung zu verschieben. Die Vorspannung der Reglerfeder und damit der für den Regler gültige Drehzahl-Sollwert liegt also gegenüber dem vom Steuerkolben 15 verlangten Wert niedriger. In der gezeigten Stellung des Kolbens 19 ist das System im Gleichgewicht Sinkt der Öldruck in der Sollwertverstelleinrichtung und damit auch der Folgekolbendruck ab, so wird der Zufluß etwas geöffnet, mit der Folge, daß der Folgekolbendruck geringfügig ansteigt und der Zufluß wieder zunehmend abgesperrt wird. Die Stellung des Steuerschiebers wirkt sich erst bei Einstellung von kleineren Sollwerten für die Drehzahl aus. wenn durch die Steuerkante 29 eine Entlastung des Folgekolbendruckes und damit die Einstellung einer kleineren Vorspannung der Reglerfeder erfolgt. In diesem Fall wird auch der Zufluß für die Leitung 22 wieder freigegeben, weil der Folgekolbendruck abgesunken ist.

Durch Wahl der Federcharakteristik der Feder 25

und durch Einstellung ihrer Vorspannung kann man die

Übereinstimmung des Drehzahl-Sollwertes mit der für die Brennkraftmaschine durch Versuch ermittelten, bei dem verminderten Schmieröldruck noch zulässigen, Drehzahl erzielen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch;

   Vorrichtung zur Begrenzung der Drehzahl einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit vom Öldruck des Schmierölkreislaufes der Brennkraftmaschine mit einem Drehzahlregler mit Fliehgewichten und einem hydraulischen Servomotor mit Steuerschieber iind Folgekolben zum Einstellen einer Solldrehzahl, dem als Arbeitsmedium Drucköl aus dem Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine zugeführt wird und dessen Folgekolben unter der Wirkung eines aus dem Schmieröldruck gebildeten Folgekolbendrukkes in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerschiebers die Vorspannung der Reglerfeder des Drehzahlreglers entsprechend der gewünschten Solldrehzahl einstellt, mit einer in der Schmieröl-Zuführleitung des Servomotors angeordneten, vom Schmieröldruck gegen die Wirkung einer Feder im Öffnungssinne beaufschlagten Absperreinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß auf diese Absperreinrichtung (19) zusätzlich im Schließungssinne der Folgekolbendruck einwirkt