DE2624089A1

DE2624089A1 - Temperatursteuervorrichtung fuer verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE2624089A1
Application number: DE19762624089
Authority: DE
Inventors: John T Hewitt; Peter Holtrop
Original assignee: Hewitt Ind Of L A
Current assignee: Hewitt Ind Of L A
Priority date: 1975-05-30
Filing date: 1976-05-28
Publication date: 1976-12-09
Also published as: US4020814A; SE7606086L; FR2312652B1; GB1555568A; CA1080328A; IT1060727B; SE422824B; DE2624089C2; GB1555567A; FR2312652A1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H.W'eickmann, Dipl.-Phys. Dr.K.Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

HO/ba

Hewitt Industries of L.A.

129 She1ton Street,

El Segundo, California 9o245

Temperatursteuervorrichtung für Verbrennungsmotoren

Die Erfindung betrifft den Betrieb von Verbrennungsmotoren und insbesondere ein automatisches Steuer- bzw. Regel- oder Überwachungssystem zur Verhinderung, daß der Motor bei Übertemperaturen arbeitet.

Eine allgemeine Ursache der Beschädigung und übermäßigen Abnutzung von Verbrennungsmotoren rührt von übermäßigen Verbrennungstemperaturen im Motor her. Die Arbeitstemperatur des Motors kann eine sichere Betriebsgrenze rasch übersteigen, wenn der Motor unzulässig betrieben wird, d.h. bei irgendeiner Drehzahl überlastet wird, was eine Überdrosselung und eine übermäßige Brennstoffeinspritzmenge erfordert. Dies tritt oft auf, wenn ein dieselbetriebenes Fahrzeug in unbemerkte Front- oder Seitenwinde gefahren wird oder unbemerkte

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Steigungen erklimmt oder wenn Änderungen des Umgebungsdrucks, die von Höhenänderungen herrühren, oder der Umgebungstemperaturen nicht bemerkt werden. Darüberhinaus können fehlerhafte Funktionen des Motors und seiner zugehörigen Anlage, wie etwa im Brennstoff-Versorgungssystem oder in den Brennstoffeinspritzgliedern, eine falsche Zeitsteuerung, des Turboladers, ein eingeschränkter Luftreiniger, ein Leck in einem Überleitungsrohr, etc. auch eine falsche Brennstoffzufuhr zum Motor verursachen und zu einer übermäßigen Arbeitstemperatur des Motors führen.

Wenn die Temperatur eines Motors eine sichere Betriebstemperatur auch nur für Zeiten relativ kurzer Dauer überschreitet, können Schaden erwartet werden, die verbrannte Ventile, Zylinderkopfdichtungsversagen, eine Motorblockverformung, Risse im Ansaugrohr und den Zylinderköpfen, Verbrennen und Verschrammen von Kolben, Kohlenstoffablagerung hinter den Kolbenringen, Kolbenringversagen mit dem resultierenden hohen Ölverbrauch und Durchblasen, Schmierölverdünnung und Risse in der Turboladereinheit umfassen.

Es ist allgemein bekannt, daß die Motortemperatur eines Dieselmotors entscheidend von den zuvor genannten Betriebs- oder Anlagefehlern beeinflußt wird. Deshalb sind viele Dieselmotoren mit Pyrometern zur Überwachung der Abgastemperatur des Motors versehen. Einige dieser Pyrometer wurden mit visuellen oder akustischen Warnsignalgeneratoren ausgerüstet, um der Betriebsperson Meldung zu machen, wenn die Abgastemperatur einen bestimmten, sicheren Arbeitswert übersteigt. Diese Vorrichtungen sind jedoch nicht völlig zufriedenstellend, da die Warnsignale unabsichtlich oder vorsätzlich beim Betrieb des Motors ignoriert werden können. Da ein Betrieb relativ kurzer Dauer bei übermäßigen Temperaturen verheerende Wirkungen auf den Motor haben kann , kann jeder Fehler zu einer teuren und zeitaufwendigen Motorüberholung führen, wenn nicht unmittelbar nach Anzeige einer übermäßigen Abgastemparatur Korrekturmaßnahmen getroffen werden.

Die vorliegende Erfindung umfaßt ein Temperaturregelsystem für die Verwendung bei einem Verbrennungsmotor. Die Erfindung hat be-

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sondere Bedeutung und Vorteile, wenn sie auf einen Dieselmotor angewendet wird. Die Erfindung umfaßt ein Pyrometer, das die Temperatur des Abgases des Motors erfaßt und ein dieser Abgastemperatur proportionales Signal erzeugt, eine Steuereinrichtung, die das erzeugte Signal empfängt und mit einem vorgewählten Bezugssignal vergleicht, das einer maximalen, sicheren Betriebs-Motortemperatur entspricht, und ein Steuer- oder Stellsignal erzeugt, wenn das erfaßte Temperatursignal den vorgewählten Signalwert übersteigt, sowie eine Steuereinrichtung, die auf den Motorregler oder ein Steuerventil im Brennstoffzufuhrsystem einwirkt, um die Brennstoffdurchflußmenge zum Motor abhängig vom Steuersignal zu verändern, d.h. die Brennstoffdurchflußmenge zum Motor zu vermindern.

Das erfindungsgemäße Regelsystem kann bei einem Dieselmotor dadurch verwendet werden, daß ein Steuerventil in das Brennstoffzufuhrsystem des Motors eingesetzt wird, welches abhängig von einem Steuersignal Brennstoff von der Brennstoffzufuhr zum Motor abzweigt und den abgezweigten Brennstoff um die Hochdruck-Brennstoffpumpe im Nebenschluß herumleitet. Dieses System kann auch durch die Verwendung eines elektromechanischen Solenoids für die Verwendung bei Dieselmotoren angepaßt werden, welches abhängig von einem Steuersignal eine Änderung oder Verschiebung der mechanischen Verbindungen des Motorreglers zu den besonderen Brennstoff-Zumeß- und -Einspritzeinrichtungen des Motors bewirkt. Turbogeladene Motoren mit einer Aneroid-Brennstoffmengen-Steuerung können einfach dadurch modifiziert werden, daß ein Steuerventil installiert wird, um Luftdruck von der Aneroid-Brennstoffmengensteuerung abzulassen und dadurch die Steuerung der Brennstoffzufuhr zum Motor zu bewirken.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Erfindung bei einem Dieselsystem mit einer einzigen Pumpe und einem Hochdruck-Brennstoffverteiler,

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Fig. 2 die Erfindung bei einem Dieselbrennstoffsystem mit einzelnen Zumeßeinspritzgliedern,

Fig. 3 ein Steuerventil für die Verwendung bei der Erfindung, und

Fig. 4 die Anwendung der Erfindung bei einem Dieselmotor mit einer Mehrfachpumpe und Brennstoffzumeßeinheiten.

In Fig. 1 ist ein Dieselmotor 1o dargestellt, der ein allgemein mit 12 bezeichnetes Brennstoffzufuhrsystem besitzt, um jedem einer Vielzahl von Brennstoffeinspritzgliedern 13 bis 18 Brennstoff unter hohem Druck zuzuführen. Für jeden der mehreren Zylinder des Motors ist ein Brennstoffeinspritzglied vorgesehen, das im Zylinderkopf des Motors angeordnet ist. Der Motor 1o ist ein üblicher Dieselmotor, der normalerweise mit einem Kompressionsverhältnis von 13,5:1 bis ungefähr 18:1 arbeitet und hochaufgeladen, turboaufgeladen oder natürlich ansaugend sein kann. Das Kompressionsverhältnis des Motors reicht aus, um die Lufttemperatur im Zylinder genügend anzuheben, um den in die Zylinder von den einzelnen Einspritzdüsen oder Einspritzgliedern 13 bis 18 eingespritzten Brennstoff zu entzünden« Der Motor kann zwei oder mehr Zylinder aufweisen, die in Reihe oder in parallelen Reihen wie in einer V-6, "7-8 oder V-12 Gestaltung angeordnet sein können.

Der I-'rt'rr ist mit einer Auspuffleitung bz;-7„ einem Ügasrohr versshs~- :":~.3 ξι H creme ι.:"? ic-.L^ 2o b-szsichns"·; ist. und sin. sinsigss Rohr

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element, das dadurch installiert wird, daß an geeigneter Stelle in das Abgasrohr eine Gewindebohrung geschnitten wird. Die Drähte des Thermoelements sind mit parallelen Leitungsdrähten 26 und 28 verbunden, die zur Steuereinrichtung 3o laufen.

Vorzugsweise sind die Leitungen 26 und 28 an ein Temperaturanzeigeinstrument 32 angeschlossen, dessen Sichtanzeigefläche 34 mit einer Skalenscheibe versehen ist, die in Temperatur, normalerweise in Grad Fahrenheit oder Grad Celsius geeichte Markierungen trägt; ferner ist ein Zeiger 36 vorhanden, der der Betriebsperson die von der Pyrometereinrichtung 24 erfaßte Abgastemperatur anzeigt.

Wenn als Pyrometereinrichtung das Thermoelement verwendet wird, erzeugt es ein analoges Gleichstrom-Millivoltsignal, das der Abgastemperatur entspricht. Dieses Gleichstromsignal wird an die Eingänge 38 und 4o der Steuereinrichtung 3o angelegt. Über Leitungsdrähte 42 und 44 wird die Steuereinrichtung 3o außerdem mit der Versorgungsspannung einer Batterie beliefert.

Die Steuereinrichtung 3o besteht aus einem Festkörperregler mit einem Operationsverstärker, der das Eingangsspannungssignal vom Thermoelement aufnimmt und entsprechend bezogen ist, daß er ein Steuersignal erzeugt, wenn die festgestellte Temperatur einen bestimmten Wert übersteigt. Das Thermoelement liegt zwischen dem Schleifer eines Potentiometers und dem Operationsverstärker, der durch Empfang eines Bezugsleitungseingangs bzw. eines Bezugseingangssignals von einem Spannungsteiler in einen Arbeitsbereich gebracht wird. Das Potentiometer ist einstellbar, um die Einstellung der maximalen sicheren Betriebstemperatur auf irgendeinen gewünschten sicheren Wert für den bestimmten Motor zu ermöglichen. Diese Temperatur bzw. dieser Wert liegt allgemein zwischen 26o C und etwa 98o C bei Brennkraftmaschinen und normalerweise bei Dieselmotoren im Bereich von 26o°C bis 732°C. Der Ausgang des Operationsverstärkers ist über einen optischen Erdschleifenisolierkoppler mit einem ersten Treiber verbunden. Der erste Treiber ist mit

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einer akustischen Alarmeinrichtung und über eine Verzögerungseinrichtung mit langsamer Auflade- und schneller Entladezeit mit einem zweiten Treiber verbunden, der auf der Leitung 46 ein Steuersignal erzeugt.

Das von der Steuereinrichtung 3o erzeugte Steuer- oder Stellsignal wird über die Leitung 46 dem normalerweise geschlossenen Steuerventil 48 zugeführt, das in der Hauptbrennstoffleitung 54 des Brennstoffzufuhrsystems 12 angeordnet ist. Das Brennstoffzufuhrsystem 12 enthält einen Brennstoffbehälter 52, von dem Brennstoff über eine Leitung 5o mit niedrigem Druck zur Pumpen- und Zumeßeinheit 56 geliefert wird.

Die Pumpen- und Zumeßeinheit 56 führt Brennstoff unter hohem Druck über die Leitung 54 zu einem Brennstoffverteiler 55 ab, der die Strömung durch Hochdruckleitungen 57 bis 62 zu den Einspritzgliedern 13 bis 18 für jeden der mehreren Zylinder des Motors lenkt. Der Brennstoff wird unter einen für den Einspritzvorgang in den Motor angemessenen Druck, normalerweise im Bereich von 15o atü bis ungefähr 19o atü gesetzt und den Einspritzgliedem13 bis 18 in einer zeitgesteuerten Weise zugeführt, die von dem synchron mit dem Motor 1o arbeitenden Verteiler 55 gesteuert wird. Der unter hohem Druck stehende Brennstoff tritt in jedes Einspritzglied eil; und gelangt zu einem internen Einspritzventil, das aufgrund einer Federspannung geschlossen ist. Der hohe Druck des dem Einspritzglied zugeführten Brennstoffs reicht aus, die Federkraft des Einspritzventils zu überspielen, so daß das Ventil zwangsweise geöffnet wird und der Brennstoff zum richtigen Zeitpunkt in den Zylinder eingespritzt werden kann.

Das Steuerventil 43 des erfindungsgemäßen Regelsystems kann in der Hochdruck-Hauptbrennstoffleitung 54 angeordnet sein, die sich von der Brennstoffzufuhrpumpe 56 zum Verteiler 55 erstreckt. So installiert kann das Ventil 48 ein übliches, elektrisches Solenoidventil sein, das mit der zur Verfügung stehenden Versorgungsgleichspannung des Motors, die normalerweise 12 oder 24 Volt beträgt, betrieben werden kann. Ein bevorzugtes Ventil 48 für diese

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Installationsart ist in Fig. 3 gezeigt; es handelt sich dabei um ein normalerweise geschlossenes Steuerventil. Dieses Ventil 48 besitzt ein röhrenförmiges Gehäuse 21 mit einer zentralen Bohrung 23 und einer Gegenbohrung 25, zwischen denen sich eine Öffnung mit kleinem Durchmesser und ein Ventilsitz 27 befinden. Ein Ende des Gehäuses 21 trägt ein Außengewinde 29 für die Befestigung im Brennstoffsystem, während das entgegengesetzte Ende ein Innengewinde 31 aufweist, um einen austauschbaren Verbindungsstutzen 33 aufzunehmen. Der Verbindungsstutzen 33 besitzt einen Hals 35 mit Außengewinde für die lösbare Befestigung im Gehäuse 21, einen durchlaufenden Kanal 37 bestimmten Durchmessers und eine Gegenbohrung 39 mit Innengewinde zur Befestigung einer Hochdruckbrennstoff leitung von der Leitung 54 des in Fig. 1 gezeigten Brennstoffsystems. Das Innenende des Verbindungsstutzens 33 besitzt eine Gegenbohrung oder ein Senkloch 41, das als Halterung für eine Druckfeder 43 dient, die das Schließglied 45 in eine geschlossene Stellung gegen den Ventilsitz 27 vorspannt. Die Fluidverbindung durch das Ventil verläuft durch die zentrale Bohrung und die kreuzende Bohrung 49 des Schließglieds 45. Das Ventilgehäuse ist mittels eines O-Rings 51 und einer nachgiebigen (Hycar) Scheibe 53 abgedichtet, die vom Schließglied 45 getragen wird.

Das Ventilgehäuse 21 ist von einer elektrischen Spule 11 umgeben, die an die Leitung 46 angeschlossen j.st und innerhalb einer Ummantelung 19 liegt. Diese Spule bewirkt eine Bewegung des Scnließglieds 45, wie dies bei einem herkömmlichen Soienoidventii der Fall ist. Der Durchmesser des Kanals 37 I=?t ist Hinblick auf äie besondere Motor installation ausgewählt, v"ar.,\ λ sine bestiirjr/-= Brennstoffmenge im Nebenschluß um die Hoch5r"cl;"~-en-:-.stoffpumps Iteriaiigeführt werden kann. Das Schließgi u£:i 43 ώε 7-s-i-l'ils bewegi sich als Antwort auf ein Steuersignal vo:~ eis:: ij.-v.ii.'sinheit 3c Ln £ie voll geöffnete Stellung; die Größe cies 7.Ξ.:ΐ".;^ iat so bemesssn, daß von 8 bis ungefähr 2o Prozent, vcr^: praise von Io iis ungefähr 15 Prozent des Brennstoffe v^r- :::\i .^.DÄäruckpumpe "ierusigeführt werden.

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Bei den Brennstoffzuführsystemen von einigen Maschinen oder Motoren sind die Pumpe 56 und der Verteiler 55 in einem einzigen Gehäuse kombiniert, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Die Erfindung kann dadurch auf diese Motoren angewendet werden, daß in dem Gehäuse auf der Hochdruckseite der Pumpe ein Durchlaß oder eine Steueröffnung vorgesehen wird, in die das Ventil 48 eingebaut wird, um als Antwort auf das Steuersignal im Nebenschluß Brennstoff von der Pumpe zum Brennstofftank zu führen.

In Fig. 2 ist die Erfindung in ihrer Anwendung auf einen Dieselmotor dargestellt, dessen Brennstoffzufuhrsystem sich etwas von dem in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen unterscheidet. Wie in Fig. 2 dargestellt, besitzt der dem zuvor beschriebenen ähnliche Dieselmotor 1o ein Abgasrohr 2o mit einem Flanschverbindungsstück 22 zur Befestigung rohrförmiger Auspuffleitungen. In das Rohr ist eine Pyrometereinrichtung 24 eingesetzt. Parallele Leitungen 26 und 28 laufen zu einer Temperaturanzeige 32,die, wie zuvor beschrieben, eine Sichtanzeigefläche, die mit Markierungen entsprechend Abgastemperaturen geeicht ist, sowie einen Zeiger besitzt, der auf das analoge Signal, das von der Pyrometereinrichtung 24 erzeugt wird, anspricht.

Das analoge Signal wird außerdem an die Eingänge 38 und 4o einer Steuereinheit 3o angelegt, die mit der in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen übereinstimmt. Das von der Steuereinheit. 3o erzeugte Steuersignal wird über eine Leitung 46 an ein Steuerventil 48 angelegt, das sich im Brennstoffzufuhrsystern des Motors, das allgemein mit 12 bezeichnet ist, befindet. Dieses Brennstoffzufuhrsystem 12 enthält einen Brennstoffspeicherbehälter 52, von dem Brennstoff mit niedrigem Druck der Hochdruck-Brennstoffpumpe 56 zugeführt wird.

Die Hochdruck-Brennstoffpumpe 56 wird in Verbindung mit dem Motor 1o angetrieben und liefert unter hohem Druck stehenden Brennstoff über die Leitung 54 an ein Hochdruck-Brennstoffkopfstück bzw. -Sammelrohr 63, damit unter hohem Druck stehender Brennstoff durch Hochdruck-Brennstoffleitungen 57 bis 62 jedem von mehreren Ein-

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spritzgliedern 13 bis 18 zugeführt und in die einzelnen Zylinder des Motors 1o geliefert wird; die Einspritzglieder 13 bis 18 sind in den Zylinderkopf des Motors eingebaut.

Die Hochdruck-Brennstoffpumpe 56 besitzt normalerweise einen einzigen Kolben, der für alle Zylinder des Motors den Brennstoff zumißt und unter Druck setzt. Die Pumpe ist mit einer Reglersteuerung innerhalb des Pumpengehäuses und mit einem mechanischen Gestänge zum Gashebel des Motors versehen, so daß die Länge des Hubs und damit die durch die Hochdruckleitung 54 abgegebene Brennstoffmenge abhängig von der Bewegung des Gashebelgestänges und/oder vom internen Regler variiert wird.

Normalerweise trägt die Hochdruckpumpe ein Solenoidventil 47, das in die Leitung 54 ausliefert. Das erfindungsgemäße Steuerventil 48 wird mit dem Brennstoff-Zufuhrsystem 12 dadurch verbunden, daß eine Nebenschlußleitung 65 vom Auslaß des Solenoidventila 48 zu einer Einlaßöffnung in Gehäuse der Brennstoffpumpe 56 installiert wird. Das Steuerventil 58 ist vorzugsweise ein elektrisches Solenoidventil, das normalerweise geschlossen ist, d.h. dessen Ventil- oder Schließglied von einer Feder in eine geschlossene Stellung gespannt wird. Das Ventil sollte unter Drücken bis zu 17o atü (25oo p.s.i.g.) arbeiten können, um für die Verwendung in dem Hochdruckzufuhrsystem geeignet zu sein, das bei BrennstoffZuführungen für Dieselmotoren normalerweise anzutreffen ist. Das elektrische Solenoid des Ventils drückt als Antwort auf das von der Steuereinheit 3o erzeugte und über die Leitung 46 an das Solenoid angelegte Steuersignal das Ventil in eine offene Stellung, wie dies in Verbindung mit Fig. 3 zuvor beschrieben wurde. Das Öffnen des Ventils 48 führt zu einer Abzweigung von Brennstoff durch die Nebenschlußleitung 65 zur Pumpe 56, wie dies durch die gestrichelte, mit einem Pfeil versehene Linie in Fig. 2 gezeigt ist.

Die in Fig. 4 gezeigte Erfindung ist auf ein Dieselsystem angewendet, das für jeden Zylinder getrennte Zumeßventile und Einspritzglieder besitzt. Gewöhnlich werden diese Motoren turbovorgeladen

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und besitzen eine Aneroideinheit, die zur Steuerung des Brennstoffflusses zum Motor auf den Ansaugrohrdruck anspricht. Das Brennstoffsystem enthält einen Behälter 52, eine Versorgungsleitung 5o, eine Förderpumpe 1oo, ein Filter 1o2 und ein Einspritzrohr 1o4. Gewöhnlich liefert die Förderpumpe 1oo einen Überfluß an Brennstoff, der durch eine Leitung 1o6 zum Behälter 52 abgeleitet wird. Der Motor 1o besitzt ein Ansaugrohr 11 und ein Abgasrohr 2o mit einem Flanschverbindungsstück 22.

Fig. 4 zeigt eines einer Vielzahl von Brennstoffzumeßventilen 1o8, von denen eines pro Zylinder vorgesehen ist und die gewöhnlich in einem einzigen Pumpengehäuse 11o untergebracht sind. Der Pumpenkolben 112 wird mittels einer Nockenscheibe 114 des Motors 1o über Stößel 116 angetrieben und mittels einer Feder 118 gegen die Nockenscheibe 114 gehalten. Die von dem Pumpenkolben an die Einspritzleitung 12o abgegebene Brennstoffmenge hängt von der Drehstellung des Kolbens in der Buchse bzw. Pumpenstiefel 122 ab, da der Zeitpunkt des Öffnens und Schließens der Brennstoffzufuhrönnfung 124 von der Winkelstellung einer Spiralschnecke 126 des Kolbens 112 gesteuert wird. Bei der dargestellten Ausrichtung der Spiralschnecke 126 wird die maximale Brennstoffmenge abgegeben, da die Öffnung 124 über das größere Stück des Hubs des Kolbens 112 blockiert bleibt. Wenn die Spiralschnecke gedreht wird, um die Öffnung 124 während des Hubs des Kolbens 112 früher zu öffnen, kann der unter hohem Druck stehende Brennstoff von oberhalb des Kolbens 112 unter der Spiralschnecke in die Öffnung 124 ausströmen.

Die Lage der Spiralschnecke 126 wird mittels Hin- und Herbewegen einer Zahnstange 128 gesteuert, die mit einem mechanischen Regler gekuppelt ist. Der mechanische Regler besitzt doppelte Fliehkraftgewichte 13o, die einen Halter 132 gegen eine Feder 134 bewegen, um die Zahnstange 128 zurückzuziehen und die Hochdruck-Brennstoffverschiebung des Kolbens 112 zu vermindern. Das Gashebelgestänge 136 ist über einen Hebel 138 mit der Zahnstange 128 gekuppelt.

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Die Stellung der Zahnstange 128 wird mittels einer Rohrleitungseinheit 14o auch abhängig vom Ansaugrohrdruck gesteuert; die Rohrleitungseinheit 14o ist eine Aneroideinheit, die über eine Leitung 142 mit dem Ansaugrohr 11 verbunden ist, so daß ein Anstieg des Ansaugrohrdrucks, wie er von der Turbovorladung herrühren kann, zu einem Ausstrecken der Zahnstange 128 und damit zu einer Zunahme der vom Kolben 112 gelieferten Brennstoffmenge führt.

Die Erfindung wird bei dem zuvor beschriebenen System angewendet, indem in das Abgasrohr bzw. die Auspuffleitung 2o ein Thermoelement 24 installiert und über Leitungen 26 und 28 mit dem Steuersystem 144 verbunden wird, das das zuvor beschriebene Pyrometer 32 und die Steuereinheit 3o umfaßt. Die Leitung 46 ist mit dem Solenoidventil 146 verbunden, welches sich in der Leitung 143 befindet und über die Leitung 142 zur Atmosphäre entlüftet und den Druck in der Leitung 143 drosselt und damit als Antwort auf ein Steuersignal, das aufgrund einer übermäßigen Abgastemperatur vom Steuersystem 144 herrührt, den an die Aneroidrohrleitungseinheit 14o angelegten Druck reduziert. Damit wird die Stellung der Zahnstange 128 als Antwort auf die Abgastemperatur sowie auf den Ansaugrohrdruck gesteuert. Auf diese Weise wird das Steuersignal von der Steuereinheit 3o zur Ausführung einer Motorsteuerung an die Reglersteuerung des Motors angelegt. Um eine Einstellbarkeit der Steuerung für verschiedene Motoren zu schaffen, kann zwischen der Steuerstange 143 und der Ausgangsstange der Aneroideinheit 14o ein justierbares Verbindungsglied wie eine Mutter 145 vorgesehen sein.

Die Ausführungsform von Fig. 4 ist auch auf natürlich ansaugende Motoren anwendbar. In diesem Anwendungsfall können die Aneroid- oder Rohrleitungseinheit 140 und das Solenoidventil 146 durch ein mechanisches Betätigungsglied ersetzt werden; solch ein mechanisches Betätigungsglied kann ein elektromechanisches Solenoid oder ein luftbetriebener Zylinder sein, die als Antwort auf ein Steuersignal einen Druck auf die Stange 143 ausüben ähnlich der Bewegung, die von dem in Verbindung mit Fig. 4 beschriebenen Ansaugrohrdruckregulator bzw. der Rohrleitungseinheit 14o ausgeführt wurde.

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Man erkennt, daß die soweit beschriebene Erfindung Einrichtungen zur automatischen Regulierung der Brennstoffzufuhr zu einem Dieselmotor abhängig von der Abgastemperatur des Motors besitzt. Dieses Steuer- bzw. Regelsystem der Erfindung kann einfach an einem Dieselmotor installiert werden. Das System erfordert lediglich das Einschneiden einer Gewindebohrung in das Abgasrohr bzw. die Auspuffleitung, das Einbauen der Pyrometereinrichtung in diese Gewindebohrung und das Installieren eines Steuerventils an geeigneter Stelle in der Brennstoffzuführleitung. Die Instrumente, etwa die visuelle Temperaturanzeige, und die Steuereinheit können entfernt an einer Instrumententafel eines festen oder eines beweglichen Dieselmotors montiert werden. Da das System nicht auf eine mechanische Verbindung zwischen diesen entfernten Einheiten und dem Pyrometer oder dem Steuerventil angewiesen ist, ist eine leichte Installation sichergestellt.

Im installierten Zustand sichert das System vor einem falschen Betrieb des Dieselmotors, der von einer falschen Bedienung, etwa einer Überdrosselung des Motors, oder von Fehlern im Brennstoffoder im Luftzufuhrsystem herrühren und zu übermäßigen Motorbetriebstemperaturen führen könnte. Die Vorrichtung bzw. das System ist nicht auf eine Einflußnahme der Betriebsperson zur Ausführung der notwendigen Korrekturen angewiesen, die verhindern, daß die Motortemperatur einen unsicheren Wert erreicht. Stattdessen liefert das Regelsystem eine automatische Regulierung des Brennstoff zufuhrsystems, indem eine automatische Einrichtung zur Begrenzung der Brennstoffzufuhr an den Motor geschaffen wird; diese Begrenzung tritt ein, wenn die Abgastemperatur den vorgewählten Maximalwert erreicht, der die maximale sichere Betriebstemperatur des Motors berücksichtigt. Da die Steuerung automatisch erfolgt, kann sie nicht unabsichtlich oder vorsätzlich ignoriert, werden, so daß ein Betrieb des Motors bei übermäßigen Temperaturen auch für kurze Zeiten verhindert wird.

Die Erfindung wurde unter Bezug auf ihre gegenwärtig bevorzugten und dargestellten Ausfuhrungsformen beschrieben. Die Erfindung

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soll jedoch damit nicht auf diese bevorzugten Ausführungsformen beschränkt werden.

Zusammengefaßt wird eine automatische Einrichtung zur Begrenzung der Arbeitstemperatur einer Brennkraftmaschine geschaffen, die ein Pyrometer zur Ermittlung der Abgastemperatur und zur Erzeugung eines entsprechenden Signals enthält. Ferner ist eine Temperatursteuerung mit einer einstellbaren Maximaleinstellpunkt-Temperatur vorhanden, die das Signal vom Pyrometer empfängt und ein Steuersignal erzeugt, das an ein Steuerventil im Brennstoffsystem der Maschine oder an eine elektromechanische Einrichtung angelegt wird, um die Brennstoffzufuhr oder die Reglersteuerung als Antwort darauf zu begrenzen, daß eine Abgastemperatur ermittelt wurde, die die vorgewählte Maximaleinstellpunkt-Temperatur überschreitet. Die Erfindung kann insbesondere dadurch bei einem Dieselmotor verwendet werden, daß ein Durchflußsteuerventil im Dieselmotorbrennstoffsystem installiert wird, das das Ventil taktet, wenn die Abgastemperatur die vorgewählte, maximale Einstellpunkttemperatur überschreitet.

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Claims

Patentansprüche

Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern und einer Brennstoff-Zufuhreinrichtung, die mehrere Zumeßventile und Einspritzglieder, eines für jeden der Zylinder, umfaßt, mit einem Zahnstangenmechanismus zur Steuerung der Menge des von den Zumeßventilen und Einspritzglieder abgegebenen Brennstoffs und mit einer Aneroideinheit, die über eine Leitung mit dem Ansaugrohr der Maschine verbunden ist, um den Druck des Ansaugrohrs an die Aneroideinheit anzulegen und dadurch die Stellung des Zahnstangenmechanismus zu steuern, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (24) zur Erfassung der Abgastemperatur der Maschine (1o) und zur Erzeugung eines der Maschinenabgastemperatur entsprechenden Meßsignals, durch eine Steuereinrichtung (144), die das Meßsignal aufnimmt, es mit einem voreingestellten Signalwert vergleicht, der einer maximalen sicheren Maschinenbetriebstemperatur entspricht, und die ein Steuersignal erzeugt, wenn das Meßsignal den voreingestellten Signalwert überschreitet, durch eine Übertemperatursteuereinrichtung, die ein Drosselventil (146) in der Leitung (143) von der Aneroideinheit (14o) zum Ansaugrohr enthält, und durch eine Einrichtung (46) die die Steuereinrichtung mit dem Drosselventil verbindet, um das Drosselventil zu betätigen und als Antwort auf das Steuersignal den an die Aneroideinheit angelegten Druck zu reduzieren.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Turbovorladereinrichtung zur Lieferung von Druckluft an das Ansaugrohr.
3. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Drosselventil (146) die Leitung (143) zur Atmosphäre entlüftet.

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4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (24) zur Temperaturerfassung ein Thermoelement ist, das in der Abgasleitung (2o) der Maschine (1ο) angeordnet ist und ein Gleichstrommeßsignal erzeugt.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung (144) ein Gleichstromsteuersignal erzeugt und eine Einstelleinrichtung aufweist, mit der der voreingestellte Signalwert fest einstellbar ist.
6. Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern und einer Brennstoffzufuhreinrichtung, die eine Brennstoffzuführleitung und eine Brennstoffansaugrohreinrichtung, um Brennstoff zu jedem der mehreren Zylinder zu lenken, sowie eine Pumpeinrichtung umfaßt, um den Brennstoff zum Einspritzen in die Zylinder unter Druck zu setzen, gekennzeichnet durch einen Maschinenabgastemperaturfühler (24), der abhängig von der Maschinenabgastemperatur ein Meßsignal erzeugt, durch Steuereinrichtungen (3o), die das Meßsignal aufnehmen, es mit einem voreingestellten Signalwert, der einer maximalen Betriebstemperatur der Maschine entspricht, vergleichen und daraus ein Steuersignal erzeugen, wenn das Meßsignal den voreingestellten Signalwert überschreitet, durch Übertemperatur-Steuereinrichtungen (65, 48), die eine um die Pumpeneinrichtung (56) herumführende Brennstoffnebenschlußleitung (65) sowie ein normalerweise geschlossenes Solenoidventil in der Brennstoffnebenschlußleitung enthalten und als Antwort auf das Steuersignal eine bestimmte Brennstoffmenge von der Brennstoffzuführleitung abzweigen, und durch Einrichtungen, die die Steuereinrichtung mit der Übertemperatursteuereinrichtung verbinden, so daß die Maschine (1o) unter der Wirkung des Steuersignals steuerbar ist.

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