DE2814971C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum selbsttätigen Abschalten einer mit einem abgasgetriebenen Gebläse bzw. einem maschinengetriebenen Kompressor versehenen Verbrennungs­ kraftmaschine durch Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr bei zu niedrigem Schmieröldruck, mit einem in der Kraftstoff­ leitung angeordneten Steuerventil, welches einen Ventil­ körper aufweist, der durch eine Feder im Schließsinne gegen eine Ventilöffnung zu drücken und an seiner der Feder abgekehrten Seite über eine Kolbenstange mit einem in einer Kammer angeordneten, in Längsrichtung der Kolben­ stange beweglichen Kolben verbunden ist, welcher an seiner der Kolbenstange abgekehrten (erste) Seite vom Öldruck der Ölschmierung beaufschlagt ist und an seiner gegenüber­ liegenden (zweiten) Seite durch den Druck einer zweiten Druckquelle beaufschlagt ist, deren Druck von der Betriebs­ geschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine abhängig ist.

Aus der US-PS 32 02 143 ist eine Abschaltanordnung bekannt, welche die nachstehend der Einfachheit halber auch kurz mit Motor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine durch Ab­ schalten gegen Beschädigungen schützt, die anderenfalls beim Abfallen des Öldruckes unter einen Minimalwert auf­ treten können. Wenn beispielsweise beim Starten die Motordrehzahl (nur) 555 min^-1 beträgt und der Öldruck etwa 1 bar, so wird eine ausreichende Schmierfunktion erzielt. Läuft dagegen der Motor bei voller Leistung bspw. mit etwa 1800 min^-1, so ist die erforderliche Ölschmierung bei einem Öldruck von weniger als etwa 3,8 bar nicht mehr zu gewährleisten.

Bei der aus der US-PS 32 02 143 bekannten Anordnung wird der Motor nur bei einem einzigen Öl-Minimaldruckwert abge­ schaltet, so daß der an sich erforderliche Schutz des Motors gegen Beschädigungen bei zu geringem Öldruck nicht sowohl beim Starten als auch bei voller Leistung gegeben ist, wobei bei diesen beiden Betriebszuständen bzw. den dabei vorliegenden Drehzahlen unterschiedliche Anforderungen an den Öldruck im Hinblick auf eine Gewährleistung einer ord­ nungsgemäßen Schmierung gegeben sind.

Aus diesem Grunde werden bei einem Einsatz der vorstehend erörterten bekannten Anordnung üblicherweise andere Be­ triebsparameter des Motors überwacht, um den Motor in seinem gesamten Betriebsbereich vor Beschädigungen durch eine mangelhafte Schmierung aufgrund zu niedrigen Öldruckes zu schützen.

Aus dem DE-GM 70 01 414 ist eine gattungsgemäße Anordnung bekannt, bei welcher der Kolben des Steuerventils nicht nur auf seiner der Kolbenstange abgekehrten Seite von dem variablen Schmieröldruck der Verbrennungskraftmaschine beaufschlagt wird, sondern darüber hinaus auf seiner der Kolbenstange zugekehrten, gegenüberliegenden Seite (abge­ sehen von der von der Feder ausgeübten Kraft) vom Druck einer zweiten Druckquelle, deren Druck von der Betriebs­ geschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine abhängig ist. Bei dieser zweiten Druckquelle handelt es sich bei der aus dem DE-GM 70 01 414 bekannten Anordnung um den Kraftstoff­ druck, der über eine hohle, geschlitzte Kolbenstange auf den Kolben einwirken kann.

Der Kraftstoffdruck kann insbesondere bei älteren Diesel­ motoren eine nützliche zusätzliche Steuerungsgröße für das Steuerventil sein, da das Öffnen und Schließen des Steuer­ ventils bei einer solchen Ausbildung nicht nur durch den variablen Schmieröldruck bestimmt wird, sondern dieser Steuerungsgröße eine entgegengerichtete zweite Steuerungs­ größe überlagert wird, so daß das erforderliche Abschalten der Verbrennungskraftmaschine bei zu niedrigem Schmieröl­ druck durch Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr besser zu steuern ist als bei bekannten Anordnungen, bei denen keine zweite Druckquelle vorhanden ist.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß der Kraftstoffdruck als dem Schmieröldruck entgegenwirkende zweite Druckquelle keine verläßliche und damit keine geeignete Größe ist, die bei sämtlichen in Frage kommenden Verbrennungskraft­ maschinen, also insbesondere Dieselmotoren, eine geeignete, verläßliche Steuerungsgröße darstellt, da die Größe des Kraftstoffdruckes von zahlreichen Parametern wie der Kraft­ stofftemperatur, der Mischung bzw. Zusammensetzung, der Reinheit etc. abhängt. Dieses führt dazu, daß der Kraftstoff­ druck bei gleicher Betriebsgeschwindigkeit der Verbrennungs­ kraftmaschine unterschiedlich groß sein kann.

Es kommt hinzu, daß bei zahlreichen modernen Dieselmotoren der Kraftstoffdruck mit steigender Drehzahl sogar abnimmt und dann ersichtlich bei einer hier in Rede stehenden An­ ordnung keine geeignete Steuerungsgröße ist, welche die Öldruckbedürfnisse bei größeren Betriebsgeschwindigkeiten wiederspiegeln.

Weiterhin ist festzustellen, daß Dieselmotoren häufig mit Einspritzsystemen versehen sind, welche zu einem völlig an­ deren Druckniveau des Kraftstoffes führen als dieses bei einer Kraftstoffzufuhr gemäß den Beispielen der US-PS 32 02 143 und dem DE-GM 70 01 414 der Fall ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung dahingehend zu verbessern, daß bei unterschiedlichsten Ver­ brennungskraftmaschinen eine Überwachung des Öldruckes in einem weiten Bereich der Betriebsgeschwindigkeit möglich ist, ohne daß sich die den Kraftstoffdruck beeinflussenden Para­ meter auf die Überwachung auswirken können, so daß ein sicheres Abschalten bei zu niedrigem Schmieröldruck auch bei unterschiedlichsten Verbrennungskraftmaschinen ge­ währleitet ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zweite Druckquelle die von dem abgasgetriebenen Gebläse bzw. maschinengetriebenen Kompressor erzeugte Druckluft ist, welche über eine Leitung mit der der Kolben­ stange zugekehrten zweiten Seite des Kolbens in Verbindung steht.

Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung wurde ersichtlich eine Anordnung gefunden, bei welcher die zweite Druckquelle, also die von dem abgasgetriebenen Gebläse bzw. dem maschinen­ getriebenen Kompressor erzeugte Druckluft, welche über eine Leitung mit der der Kolbenstange zugekehrten zweiten Seite des Kolbens in Verbindung steht, eine geeignete und verläß­ liche Steuerungsgröße für das Steuerventil bzw. die An­ ordnung darstellt, die unabhängig von der Bauart der Ver­ brennungskraftmaschine ist, da der Druck der erzeugten Druckluft stets mit wachsender Drehzahl steigt, von Fremd­ einflüssen unabhängig ist und demgemäß stets eine dem Schmieröldruck entgegengerichtete, die Feder unterstützende Kraft auf den Kolben ausübt, wie dieses für eine optimale Steuerung des Steuerventils wünschenswert bzw. notwendig ist und beim Stand der Technik aus den oben dargelegten Gründen nur unvollkommen bzw. nicht stets erreicht wird.

Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter erläutert.

Die Zeichnung zeigt eine Anordnung zum selbsttätigen Ab­ schalten einer mit einem abgasgetriebenen Gebläse bzw. einem maschinengetriebenen Kompressor versehenen, nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine durch Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr bei zu niedrigem Schmieröldruck, mit einem in der Kraftstoffleitung angeordneten Steuerventil 40, welches einen kolbenförmigen Ventilkörper 80 aufweist, der durch eine als Spiralfeder ausgebildete Feder 90 im Schließ­ sinne gegen eine Ventilöffnung zu drücken ist und an seiner der Feder 90 abgekehrten Seite über eine Kolbenstange 74 bis 78 mit einem in einer Kammer 50 angeordneten, in Längsrich­ tung der Kolbenstange 74 bis 78 beweglichen Kolben 52 ver­ bunden ist, welcher an seiner der Kolbenstange 74 bis 78 abgekehrten (ersten) Seite vom Öldruck (Pfeile 56) der Öl­ schmierung beaufschlagt ist und an seiner gegenüberliegenden (zweiten) Seite gemäß den Pfeilen 54 durch den Druck einer zweiten Druckquelle beaufschlagt ist, deren Druck von der Betriebsgeschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine ab­ hängig ist. Und zwar handelt es sich bei der zweiten Druck­ quelle 42 um die von dem abgasgetriebenen Gebläse bzw. dem maschinengetriebenen Kompressor erzeugte Druckluft, welche über eine Leitung 44, 48 mit der der Kolbenstange 74 bis 76 zugekehrten zweiten Seite des Kolbens 52 in Verbindung steht.

Die Ventilöffnung ist am Ende eines zylindrischen Leitungs­ abschnittes 62 angeordnet. Wie bereits erwähnt worden ist, ist der Ventilkörper 80, mit dem die Ventilöffnung zu ver­ schließen ist, kolbenförmig ausgebildet. Dabei sind der kolbenförmige Ventilkörper 80 und der das Steuerventil gegebenenfalls öffnende Kolben 52 mit gegenseitigem Abstand an der Kolben­ stange 74 und 78 angeordnet, wobei die Kolbenstange 74 bis 78 gleitbar in dem zylindrischen Leitungsabschnitt 62 ab­ gestützt ist.

Die Kolbenstange 74 bis 78 ist an einem Abschnitt 78 von einer Bypass-Leitung 94 zum zylindrischen Leitungsabschnitt 62 durchsetzt, die an ihrem Einlaßende mit einem einstell­ baren Verschlußteil 98 versehen ist.

Die erfindungsgemäße Anordnung gestattet eine Überwachung bzw. ein Abstellen der Verbrennungskraftmaschine in Abhängig­ keit von deren wechselnden Betriebsbedingungen. Dabei liegt der Öldruck beim Starten über einem Minimalwert von 1 bar.

Wie ausgeführt handelt es sich bei der zweiten Druckquelle 42 um die von einem abgasgetriebenen Gebläse bzw. einem maschinengetriebenen Kompressor erzeugte Druckluft, die über die Leitung 44, 48 dem Steuerventil 40 der Anordnung zuzuführen ist und den Öldruckwert beeinflußt, bei dem der Motor abgeschaltet wird. Steigt die Drehzahl der Maschine an, so nimmt auch der Druck der Druckquelle 42 zu.

Die von der Druckquelle 42 kommende Druckluft wird zunächst über den Abschnitt 44 der Leitung 44, 48 zu einem Einlaß 46 des Steuerventils 40 geführt, der über den Leitungsabschnitt 48 mit einer Kammer 72 verbunden ist, welche der mit Öldruck beaufschlagten Kammer 50 auf der anderen Seite des Kolbens 52 gegenüberliegt.

Der minimale Öldruck gemäß den Pfeilen 56, der erforderlich ist, um die Kraftstoffzufuhr zu dem Motor aufrechtzuerhalten, muß mithin eine Größe haben, welche einerseits die Vorspann­ kraft der Feder 90 und andererseits (additiv zu dieser) den Gegendruck gemäß den Pfeilen 54 der Druckquelle 42 übertrifft. Da diese den Motor während seines Betriebes mitüberwacht und in ihrer Größe im wesentlichen proportional zu der jeweiligen Motorleistung ist, ergibt sich bei der dargestellten Anordnung von selbst, daß der minimale Öldruck gemäß den Pfeilen 56, der zur Verhinderung eines Abschaltens des Motors erforderlich ist, mit der jeweiligen Leistung des Motors und demgemäß auch seinen Schmiererfordernissen in Beziehung steht.

Um eine Vermischung und damit Verschmutzung des Kraftstoffs zu verhindern, welcher durch einen Einlaß 60 in das Steuer­ ventil 40 gelangt und sodann durch den zylindrischen Leitungs­ abschnitt 62 strömt sowie schließlich durch einen Auslaß 64 des Steuerventils 40 zur Kraftstoff- bzw. Einspritzpumpe fließt, ist ein weiterer Kolben 66 mit einem Dichtungsring 68 vorgesehen, welcher den zylindrischen Leitungsabschnitt 62 zu der ihm gegenüberliegenden Seite der (Öl-)Kammer 50 abdichtet und zugleich die Kolbenstange 74 bis 78 im zylin­ drischen Leitungsabschnitt 62 abstützt.

Der Kolben 52 besitzt einen Dichtungsring 70, welcher das in der Zeichnung links vom Kolben 52 in die Kammer 50 be­ findliche Öl gegen die zweite Druckquelle 42 abdichtet, wobei die auf der Druckluftseite des Kolbens 52 befindliche Druckluft mit 72 bezeichnet ist.

Die Kolbenstange 74 bis 78 besteht aus einem zylindrischen Abschnitt 74 auf der einen Seite des Kolbens 52 sowie einem zylindrischen Abschnitt 76 auf der anderen Seite des Kolbens 52, dessen Funktion weiter unten noch beschrieben ist. Auf der anderen Seite des weiteren Kolbens 66 schließt sich an den Abschnitt 74 der Kolbenstange 74 bis 78 ein zylindrischer Abschnitt 78 an, an dessen freien Ende sich der kolbenförmige Ventilkörper 80 befindet, der einen Dichtungsring 82 aufweist. Mit dem kolbenförmigen Ventilkörper 80 ist der Kraftstoff­ fluß vom Einlaß 60 zum Auslaß 64 abzuschneiden bzw. abzu­ sperren, wenn der kolbenförmige Ventilkörper 80 am Ventil­ sitz anliegt, also aus der in der Zeichnung dargestellten Stellung eine Schließbewegung gemäß dem Pfeil 84 durchgeführt hat und in seine in der Zeichnung gestrichelten Linie darge­ stellte Schließstellung gelangt ist. Dieses ist dann der Fall, wenn der Öldruck gemäß den Pfeilen 56 abfällt, so daß der Kolben 52 in der Zeichnung nach links bewegt wird bis der zylindrische Abschnitt 76 der Kolbenstange 74 bis 78 an der ihm zugekehrten Stirnwand 86 des Steuerventils 40 anliegt.

Dieses geschieht mithin, wenn der Druck gemäß den Pfeilen 54 den (Öl-)Druck gemäß den Pfeilen 56 übertrifft, wobei die freie Stirnseite des zylindrischen Abschnittes 76 einen Weg 88 zurücklegt, welche der Striche gemäß dem Pfeil 84 ent­ spricht.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, umgibt die Spiral­ feder 90 den in der Zeichnung rechts liegenden Abschnitt 78 der Kolbenstange konzentrisch, wobei die Feder 90 an der anderen Stirnwand 92 abgestützt ist.

Um bei bestimmten Verbrennungskraftmaschinen unter gewissen Bedingungen den Start des Motors zu unterstützen (dieses ist insbesondere bei Verbrennungskraftmaschinen der Firmen Mack, Cummins, Detroit und Caterpillar der Fall), weist die Kolbenstange 74 bis 78, wie bereits oben ausge­ führt, eine Bypass-Leitung 94 auf, die einen Auslaß 96 besitzt, der mit dem Kraftstoffauslaß 64 in Verbindung steht. Der Krafstoffluß durch diese Bypass-Leitung 94 ist durch Drehen des Verschlußteils 98 einstellbar.

Es ist erkennbar, daß die erfindungsgemäße Anordnung mit dem erfindungsgemäßen Steuerventil 40 eine Überwachung der Verbrennungskraftmaschine bezüglich des jeweils erforderlichen Öldrucks nicht nur beim Start des Motors, sondern auch unter Last gewährleistet, so daß sichergestellt ist, daß die Schmiererfordernisse während des Betriebes jeweils ordnungs­ gemäß vorhanden sind, da anderenfalls der Motor abgeschaltet wird.

Claims (3)

1. Anordnung zum selbsttätigen Abschalten einer mit einem abgasgetriebenen Gebläse bzw. einem maschinen­ getriebenen Kompressor versehenen Verbrennungskraft­ maschine durch Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr bei zu niedrigem Schmieröldruck, mit einem in der Kraft­ stoffleitung angeordneten Steuerventil, welches einen Ventilkörper aufweist, der durch eine Feder im Schließ­ sinne gegen eine Ventilöffnung zu drücken und an seiner der Feder abgekehrten Seite über eine Kolbenstange mit einem in einer Kammer angeordneten, in Längsrichtung der Kolbenstange beweglichen Kolben verbunden ist, welcher an seiner der Kolbenstange abgekehrten (ersten) Seite vom Öldruck der Ölschmierung beaufschlagt ist und an seiner gegenüberliegenden (zweiten) Seite durch den Druck einer zweiten Druckquelle beaufschlagt ist, deren Druck von der Betriebsgeschwindigkeit der Verbrennungs­ kraftmaschine abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Druckquelle (42) die von dem abgasgetriebenen Gebläse bzw. maschinengetriebenen Kompressor erzeugte Druckluft ist, welche über eine Leitung (44, 48) mit der der Kolbenstange (74-78) zugekehrten zweiten Seite des Kolbens (52) in Verbindung steht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilöffnung am Ende eines zylindrischen Leitungsab­ schnittes (62) angeordnet ist, daß der Ventilkörper (80) mit dem die Ventilöffnung gegebenenfalls zu verschließen ist, kolben­ förmig ausgebildet ist und daß der kolbenförmige Ventil­ körper (80) und der das Steuerventil (40) gegebenenfalls öffnende Kolben (52) mit gegenseitigem Abstand an der Kolbenstange (74, 76, 78) angeordnet sind, die gleitbar in dem zylin­ drischen Leitungsabschnitt (62) abgestützt ist.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (74-78) an einem Abschnitt (78) von einer Bypass-Leitung (94) zum zylindrischen Leitungsab­ schnitt (62) durchsetzt ist, die an ihrem Einlaßende mit einem einstellbaren Verschlußteil (98) versehen ist.