DE2430044C3

DE2430044C3 - Hydraulischer Servomotor für die Regelung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2430044C3
Application number: DE19742430044
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 7990 Friedrichshafen; Geafer Salahaddin 7778 Markdorf Zbikowski
Original assignee: MTU Motoren und Turbinen Union Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Filing date: 1974-06-22
Publication date: 1977-01-20

Description

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Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Servomotor für die Regelung einer Brennkraftmaschine, mit einem Kraftkolben, der mit einer Kraftstoffmengenregelvorrichtung der Brennkraftmaschine verbunden ist, mit einem koaxial zu dem Kraftkolben angeordneten Steuerschieber, der mit dem Meßwerk eines Drehzahlreglers der Brennkraftmaschine verbunden ist, und mit einem Arbeitsmedium, dessen Druck von einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Pumpe erzeugt wird.

Zwecks der Erfindung ist es, beim Starten der Brennkraftmaschine, wenn der Druck des \rbeitsmediums des Servomotors noch nicht vorhanden ist, oder bei Ausfall dieses Druckes im Betrieb der Brennkraftmaschine durch einen Defekt, ein direktes Regeln ohne die verstärkende Wirkung des Servomotors zu ermöglichen, wobei ein ungünstigeres Regel·erhalten des gesamten Regelkreises in Kauf genommen werden kann.

Es sind Regelvorrichtungen bekannt (Dl PS 9 31 618 und DT-PS 19 33 914), die eine derar i>.-c Funktion

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65 ausüben. Bei diesen Vorrichtungen sind Regler und Servomotor getrennt voneinander angeordnet, und die Verbindung /wischen Fliehkraftregler und Kraftstoffmengenregelvorrichtung erfolgt über ein kompliziertes Gestänge. Damit wird zwar erreicht, daß der Kraftkolben bei Betrieb ohne Druck des Arbeitsmediums nicht von den Verstellkräften des Fliehkraftreglers bewegt werden muß. durch die verschiedenen Hebel mit ihren Leerhüben und Gelenkpunkteh sowie durch die notwendigen Federelemente wird jedoch die Regelung auch beim weitaus wichtigeren und häufiger vorkommenden Betrieb mit Servomotor in Bezug auf ihre Genauigkeit ungünstig beeinflußt, weil die Gestänge und Federn im Regelfluß zwangsläufig vor dem Servomotor angeordnet sind.

Es ist weiterhin eine Regeleinrichtung mit Servomotor für Brennkraftmaschinen bekannt (DT-PS 5 64 019). bei der der Steuerschieber einen Anschlag besitzt, um bei Ausbleiben des Flüssigkeitsdruckes im Servomotor eine Abstellung der Brennkraftmaschine /u bewirken. Ein Starten der Brennkraftmaschine ohne Druck im Servomotor und ein behelfsweises Betreiben ist damit jedoch nicht nviglich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht dementsprechend darin. eine'Vorrichtung zu schaffen, die das Starten und den behelfsmäßigen Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Regler und Servomotor ohne Druck des Arbeitsmediums im Servomotor zuläßt, die jedoch den normalen Betrieb mit Druck des Arbeitsmediums in keiner Weise behindert. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale entsprechend dem Patentanspruch 1 gelöst.

In Anspruch 2 und 3 ist jeweils eine vorteilhafte Ausführungsmöglichkeit der Erfindung angegeben, während Anspruch 4 eine zusätzliche Einrichtung zum Abstimmen der eingestellten Solldrehzahlen bei Betrieb ohne Druck des Arbeitsmediums betrifft.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Drehzahlregler für eine Brennkraftmaschine mit Servomotor mit Druck des Arbeitsmediums.

Fig.2 den Drehzahlregier nach Fig. 1 ohne Druck des Arbeitsmediums.

Fig. 3 eine andere Ausbildung des erfindungsgemäßen Servomotors mit Druck des Arbeitsmediums.

Der Drehzahlregler 11 besteht im Beispiel aus Fliehgewichten 12, die von einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine über die Welle 13 proportional zur Drehzahl der Brennkraftmaschine angetrieben werden. Die Fliehkraft der Fliehgewichte 12 wirkt über Hebel 14 auf eine Pendelmuffe 15. Ebenfalls auf die Pendelmuffe 15 wirkt eine Reglerfeder 16, deren Vorspannung durch Veränderung der Lage eines Federanschlages 17 eingestellt werden kann. Die Stellung der Pendelmuffe 15 ist damit abhängig von der Kraft der Reglerfeder 16 und von der Fliehkraft der Fliehgewichte 12 bzw. von der eingestellten Vorspannung der Reglerfeder 16 und von der Drehzahl der Brennkraftmaschine. Mit der Pendelmuffe 15 des Fliehkraftreglers ist ein Steuerschieber 18 eines Servomotors 19 verbunden. Dieser Steuerschieber 18 steuert das Arbeitsmedium, dessen Druck von einer von der Brennkraftmaschine direkt oder indirekt angetriebenen Pumpe erzeugt wird und das über eine Leitung 20 einem ersten Ringraum 21 des Servomotors zugeführt wird. Ein Kraftkolben 22, der über einen Hebel 23 mit einer Regelstange 24 einer Einspritzpumpe 25 verbunden ist, bildet mit dem Gehäuse 26 des Se-vomotors 19 einen zweiten

Ringraum 27.

F.rfindungsgcmäß ist koaxial /u Kralikolhcn 22 und Steuerschieber 18 cm Zusalzkolben 30 angeordnet der vom Druck des Arbeitsmediums beaufschlagt wird, Fm nut dem Steuerschieber verbundener Anschlag 28 IaHt bei vorhandenem Druck des Arbeitsmediums einen durch den Kraftkolben begrenzten Hub des Steuer Schiebers in der einen Richtung und einen durch den Zusat/kolben 50 begrenzten Hub des StciierkolK'iis m der anderen Richtung zu. Fine Feder Bl stül/t sich am Kraltkolben 22 ab. wirkt auf den Zus.ilzkolben JO entgegen dem Druck des Arbeitsmediums ein und spannt bei nicht vorhandenem Druck im Arbeitsmedium Steuerschieber !8 und Kraftkolben 22 über den Anschlag 28 und den Zusatzkolben 30 zusammen.

Steht das Arbeitsmedium unter Druck (I ig. i und Fig. 3). so folgt der Kraftkolben 22 den Bewegungen des Steuerschiebers 18. Kr wird dabei unter der Wirkung des Druckes des Arbeitsmedium^ im ersten Rtngruuin 21 in der einen Richtung und unter der zusätzlichen Wirkung des Druckes im zweiten Ringraum 27 in der anderen Richtung verschoben, weil die wirksame Kolbenfläche des Kraftkolbens 22 im zweiten Ringraum 27 bedeutend größer ist als die für die Kolbenvcrschiebung wirksame Stirnfläche im ersten Ringraum 21. Steuerkanten 33 des Steuerschiebers 18 steuern den Zustrom des Arbeitsmediums in den zweiten Ringraum 27 bzw. die Entlastung dieses zweiten Ringraumes.

Bei fehlendem Druck des Arbeitsmediums (Fig.2) werden Steuerschieber 18 und Kraltkolben 22 unter dci Wirkung der Feder 31 mit HiIIe des Zusatzkolbens 30 zusammengespanni. so daß Steuerschieber 18. Kr;ittkol ben 22. Hebel 23 und Regelstange 24 gemeinsam \on der Pendelmulfe 15 des Drehzahlreglers verstellt werden.

Dadurch wird /war der Unemplindlichkeusgiad Uei Regelanlage vergrößert, d. h. es muß als Folge dci Reibung im Gestänge und Versteilarbeit in de: Finspnt/pumpe eine größere Änderung der Drehzahl erfolgen, bis sich die Pendelmulle in Bewegung set/! jedoch ist ein Notbetrieb der Brennkraftmaschine bei fehlendem Druck des Arbcitsmediums im gesamten Drehz.ihlbcreich möglich um! die Brennkraftmaschine kann '>hne den üblichen \ orolpumpendruck angelassen werden

line einstellbare Zusatzleder 34 zur Reglerleder 16. die am Hebel 23 angreift, und deren Wirkung nur bei Beineb ohne Druck im Arbeitsmedium \υη Bcdcuwng ist, gleicht die durch das Zusammenspannen von Steuerschieber und Kraftkolben entstehende Verschiebung zwischen Kraftkolben und Steuerschieber und damit verbundene Entspannung der Reglerfeder 16 aus und ermöglicht dadurch, daß bei gleicher Stellung des Federanschlages 17 und bei gleicher Drehzahl der Brennkraftmaschine bei Betrieb mit und ohne Druck im Arbeitsmedium die gleiche Füllung an der Einspritzpumpe eingestellt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Servomotor fur die Regelung einer Brennkraftmaschine, mit einem Krafikolben. der mit einer Kraftstoffmengenregelvorriehtung der Brennkraftmaschine verbunden ist, mit einem koaxial zu dem Kraftkniben ungeordneten Steuerschieber, der mit dem Meßwerk eines Drehzahlreglers der Brennkraftmaschine verbunden ist. und mit einem Arbeitsmedium, dessen Druck von einer von der Brennkraftmaschine direkt oder indirekt angetriebenen Pumpe erzeugt w ird, gekennzeichnet durch einen koaxial zu Kraftkolben (22) und Steuerschieber (18) angeordneten Zusatzkolben (30). der vom Druck des Arbeitsmediunis beaufschlagt wird, einen mit dem Steuerschieber verbundenen Anschlag (28), der bei vorhandenem Druck des Arbeitsmediums einen durch den Kraftkolben (22) begrenzten Hub des Steuerschiebers (18) in der einen Richtung und einen durch den Zusatzkolben (30) begrenzten Hub des Steuerkolbens in der anderen Richtung zuläßt, und eine Feder (31). die sich am Kraftkolben (22) abstützt, auf den Zusatzkolben (30) entgegen dem Druck des Arbeitsmediums einwirkt und bei nicht vorhandenem Druck des Arbeitsmediums Steuerschieber (18) und Kraftkolben (22) über den Anschlag (28) und den Zusatzkolben (30) zusammenspannt.

2. Servomotor nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzkolben (30) gegenüber Kraftkolben (22) und Servomo'orgehäuse (26) gleitend-dichtend geführt ist (F i g. 1 und F i g. 2).

3. Servomotor nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzkolben (30) gegenüber Kraftkolben (22) und Steuerschieber (18) gleitenddichtend geführt ist (F i g. 3).

4. Servomotor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Regelgestänge (23, 24) zwischen Servomotor (19) und Kraftstoffmengenregelvorrichtung (25) eine einstellbare Feder (34) angreift, die bei fehlendem Druck des Arbeitsmediums als Zusatzfeder zu einer Reglerfeder (16) wirkt.