DE2632087B2

DE2632087B2 - Device for regulating the speed of a crankshaft of an internal combustion engine, in particular a diesel engine

Info

Publication number: DE2632087B2
Application number: DE19762632087
Authority: DE
Inventors: Peter Winterthur Truppe (Schweiz)
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1976-07-12
Filing date: 1976-07-16
Publication date: 1979-02-01
Also published as: JPS539925A; ATA520576A; GB1584167A; IT1076700B; DE2632087A1; CH612729A5; AT351869B; JPS5548173B2; DK300077A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Drehzahl einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, mit einer durch die Kurbelwelle über ein erstes Getriebe und eine Steuerwelle angetriebenen Brennstoff-Einspritzpumpe, einem durch die Steuerwelle über ein zweites Getriebe angetriebenen Regler und einem durch den Regler gesteuerten Gestänge, welches die Einspritzpumpe und über diese die Brennstoff-Einspritzmenge so steuert, daß die Drehzahl der Kurbelwelle mindestens annähernd konstant bleibt und einer vorbestimmten Solldrehzahl entspricht.The invention relates to a device for regulating the speed of a crankshaft of an internal combustion engine, in particular a diesel engine, with one through the crankshaft via a first gearbox and one through the crankshaft Control shaft driven fuel injection pump, one through the control shaft via a second gear driven regulator and a linkage controlled by the regulator, which the injection pump and This controls the amount of fuel injected so that the speed of the crankshaft is at least approximately remains constant and corresponds to a predetermined target speed.

Im Betrieb einer Brennkraftmaschine treten gewöhnlich Torsionsschwingungen der Kurbelwelle auf, welche durch Diruckstöße angeregt werden, die bei der Zündung des eingespritzten Brennstoffes in den Zylindern auftreten. Die Frequenz dieser Torsionsschwingungen entspricht der Zündungsfrequenz, so daß es sich um niederfrequente Schwingungen handelt, die auf den Betrieb nicht besonders störend wirken.During the operation of an internal combustion engine, torsional vibrations of the crankshaft usually occur, which are excited by thrusts that occur when the injected fuel is ignited Cylinders occur. The frequency of these torsional vibrations corresponds to the ignition frequency, so that it is a matter of low-frequency vibrations that do not have a particularly disruptive effect on operation.

Die Kurbelwelle treibt gewöhnlich eine Steuerwelle an, die als Antriebswelle für die Brennstoff-Einspritzpumpe dient, und überträgt auf sie Torsionsschwingungen, deren Frequenz in der Größenordnung der Frequenz der Kurbelwellenschwingungen liegt. Die Steuerwelle, welche ihrerseits somit ebenfalls mit der Zündfrequenz schwingt, treibt die Reglerantriebswelle über ein Getriebe mit hohem Übersetzungsverhältnis an und überträgt auf diese Torsionsschwingungen, deren Frequenz nun aber viel höher liegt als diejenige der Kurbelwellenschwingungen, so daß es sich hier um hochfrequente Torsionsschwingungen der Reglerantriebswelle handelt. Diesen Schwingungen versucht der Regler entgegenzuwirken. Dies bewirkt entsprechende Ausschläge des Reglerausganges, der auf das Gestänge übertragen wird, welches die Einspritzpumpe und über diese die in die Zylinder der Brennkraftmaschine einzuspritzenden Brennstoffmengen steuert. In vielen Fällen erzeugt das schwingende Gestänge unzulässig hohe Ausschläge und es können dadurch Störungen in der Steuerung der Brennstoff-Einspritzung und eine Beschädiggung des Gestänges auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher die genannten hochfrequenten Torsionsschwingungen gedämpft und die durch diese verursachten Störungen in der Steuerung der Brennstoff-Einspritzung sowie Beschädigungen des Gestänges vermieden werden.The crankshaft usually drives a control shaft, which serves as the drive shaft for the fuel injection pump, and transmits to it torsional vibrations, the frequency of which is of the order of magnitude of the frequency of the crankshaft vibrations. The control shaft, which for its part also vibrates at the ignition frequency, drives the controller drive shaft via a gearbox with a high gear ratio and transfers it to torsional vibrations, the frequency of which is now much higher than that of the crankshaft vibrations, so that this is high-frequency torsional vibrations of the controller drive shaft acts. The controller tries to counteract these oscillations. This causes corresponding deflections of the controller output, which is transmitted to the linkage which controls the injection pump and, via this, the fuel quantities to be injected into the cylinders of the internal combustion engine. In many cases, the oscillating linkage generates inadmissibly high deflections and this can result in malfunctions in the control of the fuel injection and damage to the linkage.
The object of the invention is to create a device of the type mentioned at the beginning with which the high-frequency torsional vibrations mentioned are damped and the disturbances in the control of the fuel injection and damage to the linkage caused by them are avoided.

Eine Einrichtung zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch ein zwischen das zweite Getriebe und den Regler geschaltetes Torsionsschwingungs-Dämpfungsglied, welches eine Schwungmasse und ein torsionselastisches Glied aufweist A device for solving this problem is characterized according to the invention by an between the second transmission and the controller switched torsional vibration damper, which one Has a flywheel and a torsionally elastic member

Die Erfindung weist den Vorteil auf, daß mit Hilfe des Dämpfungsglieds die durch die Kurbelwelle über die Steuerwelle auf die Reglerantriebswelle übertragenenThe invention has the advantage that with the help of the attenuator through the crankshaft on the Transferred the control shaft to the governor drive shaft

hochfrequenten Schwingungen wirksam mindestens so weit gedämpft werden können, daß die durch sie hervorgerufenen Störungen auf ein zulässiges Maß reduziert werden. Durch Wahl der Torsionsfederung des elastischen Gliedes und des polaren Massenträg-high-frequency vibrations can be effectively damped at least to the extent that they can caused disturbances are reduced to a permissible level. By choosing the torsion suspension of the elastic member and the polar mass carrier

-^K> heitsmomentes der Schwungmasse können die Dämpfungseigenschaften des Dämpfungsgliedes nach Bedarf festgelegt werden.- ^K> integral moment of the flywheel, the attenuation characteristics of the attenuator can be set as needed.

Es wird bemerkt, daß torsionseleastische Reglerantriebe bekannt sind (DE-AS 10 84 082). Auch torsions-It is noted that torsion-elastic governor drives are known (DE-AS 10 84 082). Also torsional

i» schwingungsdämpfende Kupplungsglieder im Drehzahlregler gehören dem Stand der Technik an (DE-PS 9 20 638). Schließlich ist nicht neu, Reglerpendeln durch schwere Fliehgewichte zu vermeiden.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel derVibration-damping coupling elements in the speed controller are state-of-the-art (DE-PS 9 20 638). After all, it is not new to avoid controller oscillation caused by heavy flyweights.
An embodiment of the

'■> Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. In dieser ist eine Einrichtung zur Regelung der Drehzahl der Kurbelwelle eines Dieselmotors schematisch dargestellt. Die Brennstoff-Einspritzpumpe 1 ist von einer Steuerwelle 2 und diese über ein erstes Zahnradgetrie-'■> Invention explained with reference to the drawing. In this is a device for controlling the speed of the crankshaft of a diesel engine is shown schematically. The fuel injection pump 1 is from a control shaft 2 and this via a first gear transmission

■"· be 3 mit mehreren Zahnrädern von der Kurbelwelle 4 angetrieben. Der Ausgang 5 des mit einem Eingriff 8 versehenen Reglers 6 ist mit den Ventilen (nicht gezeigt) der Einspritzpumpe I in Antriebsverbindung, verstellt dieselben über ein Gestänge 7 und verändert damit die■ "· be 3 with several gears from the crankshaft 4 driven. The output 5 of the regulator 6 provided with an intervention 8 is connected to the valves (not shown) the injection pump I in drive connection, adjusts the same via a linkage 7 and thus changes the

■*■"> über die Einspritzleitungen 16 in die Zylinder (nicht gezeigt) des Dieselmotors einzuspritzenden Brennstoffmengen nach Maßgabe der Differenz zwischen der Istdrehzahl und der Solldrehzahl der Kurbelwelle.
Der Regler 6 wird von der Steuerwelle 2 über einFuel quantities to be injected into the cylinders (not shown) of the diesel engine via the injection lines 16 in accordance with the difference between the actual speed and the target speed of the crankshaft.
The controller 6 is controlled by the control shaft 2 via a

^r>» zweites Zahnradgetriebe 10 mit einer Drehzahl angetrieben, die proportional zu derjenigen der Kurbelwelle 4 ist. Über das Gestänge 8 kann dem Regler die jeweils gewünschte Solldrehzahl eingegeben werden. Das Zahnradgetriebe 10 weist ein auf der ^The second gear transmission 10 is driven at a speed which is proportional to that of the crankshaft 4. The desired speed can be entered into the controller via the linkage 8. The gear transmission 10 has a on the

^r'^r' Steuerwelle 2 fest angeordnetes erstes Schraubenrad U, ein mit diesem in Eingriff stehendes, auf einer Hilfswelle 13 fest angeordnetes zweites Schraubenrad 12, ein koaxial mit diesem auf der Hilfswelle 13 fest angeordnetes erstes Zahnrad 14 und ein durch dieses ^r ' ^r ' control shaft 2 fixedly arranged first helical gear U, a second helical gear 12 which is in engagement with this and fixedly located on an auxiliary shaft 13, a first gear 14 which is fixed coaxially therewith on the auxiliary shaft 13 and a through this

^w) angetriebenes, koaxial mit der Reglerantriebswelle 9 angeordnetes und mit dieser in Antriebsverbindung stehendes zweites Zahnrad 15 auf. ^w) driven second gear 15 arranged coaxially with the controller drive shaft 9 and in drive connection therewith.

Zwischen dem Zahnrad 15 und der Reglerantriebswelle 9 ist das Dämpfungsglied 17 angeordnet, welchesBetween the gear 15 and the controller drive shaft 9, the damping member 17 is arranged, which

<>^r> aus einem torsionselastischen Glied 18 und einer Schwungmasse 19 besteht und der Dämpfung der schon erwähnten hochfrequenten Schwingungen der Reglerantriebswelle 9 dient. Die Schwungmasse 19 ist am Ende<> ^r > consists of a torsion-elastic member 18 and a flywheel 19 and serves to dampen the high-frequency vibrations of the controller drive shaft 9 already mentioned. The flywheel 19 is at the end

der Reglerantriebswelle 9 befestigt. Das elastische Glied 18 ist an seinem einen Ende mit der Schwungmasse 19 und an seinem anderen Ende mit dem Zahnrad 15 fest verbunden. Das elastische Glied 18 ist als Torsionsfeder mit einem Torsionsstab ausgebildet, der im Querschnitt z. B. rund oder rechteckig sein kann. Es könnten auch mehrere Torsionsstäbe vorgesehen sein. Durch Änderung der Federkonstante des torsionselasiischen Gliedes und/oder des polaren Massenträgheitsmomentes der Schwungmasse können die Dämpfungseigenschaften des Dämpfungsgliedes geändert und nach Maßgabe der zu dämpfenden Frequenzen und Amplituden bestimmt werden.the governor drive shaft 9 attached. One end of the elastic member 18 is connected to the flywheel 19 and firmly connected to the gear 15 at its other end. The elastic member 18 is a torsion spring formed with a torsion bar, which in cross section z. B. can be round or rectangular. It could too several torsion bars may be provided. By changing the spring constant of the torsion-elastic member and / or the polar moment of inertia of the flywheel can affect the damping properties of the attenuator changed and according to the frequencies and amplitudes to be attenuated to be determined.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for regulating the speed of a crank shaft of an internal combustion engine, in particular of a diesel engine, with one through the crankshaft via a first gearbox and a control shaft driven fuel injection pump, one through the control shaft via a second gear driven controller and a linkage controlled by the controller, which the injection pump and via this the fuel injection quantity controls so that the speed of the crankshaft at least remains approximately constant and corresponds to a predetermined target speed, characterized by a between the second Transmission (IC) and the controller (6) switched torsional vibration damper (17), which has a flywheel (19) and a torsion-elastic member (18)

2. Device according to claim 1, characterized in that the flywheel (19) between the regulator (6) and the torsionally elastic member (18) is arranged.

3. Device according to claim 1, characterized in that the torsionally elastic member (18) has at least one torsion bar.