DE289447C

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Publication number: DE289447C
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft solche Verbrennungskraftmaschinen, bei denen der Brennstoff in zuvor vom Arbeitskolben verdichtete und dadurch erhitzte atmosphärische Luft unter einem gewissen Luftüberdruck, dem sogenannten Einblasedruck,' in fein verteiltem Zustand eingeblasen' wird und sich an der erhitzten Luft selbst entzündet. Während der Enddruck der im Zylinder verdichtetenThe present invention relates to such internal combustion engines in which the Fuel in atmospheric which has previously been compressed by the working piston and thus heated Air under a certain excess air pressure, the so-called injection pressure, in finely divided form State is blown in 'and self-ignites in the heated air. While the final pressure of the compressed in the cylinder

ίο Luft lediglich durch das Verhältnis des Verdichtungsraumes zum ganzen Zylinderraum bestimmt ist, also theoretisch weder von der Umlaufszahl, noch von der jeweiligen Belastung der Maschine beeinflußt wird, hängt der Einblasedruck sowohl von der Umlaufszahl als auch von der jeweiligen Belastung der Maschine ab uhd muß in beträchtlichen Grenzen geändert werden. Denn bei zu hohem Einblasedruck stößt die Maschine, es erfolgen auch die Zündungen bei kleinerer Belastung nicht mehr sicher, bei zu niedrigem Einblasedruck arbeitet sie nicht rauchfrei, also unwirtschaftlich, abgesehen von den durch das Verrußen der Ventile usw. entstehenden Be-ίο Air only through the ratio of the compression space is determined for the entire cylinder space, i.e. theoretically neither by the number of revolutions nor by the respective load the machine is influenced, the injection pressure depends on both the number of revolutions as well as the respective load on the machine uhd must be within considerable limits be changed. Because if the injection pressure is too high, the machine hits and it takes place Even the ignitions are no longer safe with a lower load, if the injection pressure is too low it does not work smoke-free, so uneconomical, apart from the Sooting of the valves etc.

25- triebsanständen. .25- drive queues. .

Die Erfahrung lehrt nun, daß die Zunahme des günstigsten Einblasedruckes im quadratischen Verhältnis zu der Zunahme der Umlaufszahl der Maschine steht. Ist z. B. bei einer Umlaufszahl von 200 in der Minute der günstigste Einblasedruck gleich (p + xo)^at, wobei p den theoretisch der Umlaufszahl ο und der Belastung 0 entsprechenden Einblasedruck bedeutet, so muß bei Steigerung der Umlaufzahl auf 300 in der Minute der Einblasedruck auf (p + 1^1. _I0) = (p + 22,5)^αί steigen. Bei Zunahme der Belastung von Leerlauf bis ■ Höchstlast steigt der Einblasedruck zunächst rascher, dann langsamer; wenn beispielsweise der bei Leerlauf erforderliche Einblasedruck gleich (p + xo)^at ist, so steigt derselbe bei halber Last auf etwa (p + 2θ)^αί, bei Höchstlast auf etwa (p + 26)^at. Verhältnismäßig geringe Abweichungen hiervon sind belanglos.Experience now shows that the increase in the most favorable injection pressure has a quadratic ratio to the increase in the number of revolutions of the machine. Is z. B. at a number of revolutions of 200 per minute the most favorable injection pressure is equal to (p + xo) ^at , where p is the theoretically corresponding to the number of revolutions ο and the load 0, so the injection pressure must increase when the number of revolutions is increased to 300 per minute (p + 1 ^ 1. _I0 ) = (p + 22.5) ^αί increase. When the load increases from idle to ■ maximum load, the injection pressure rises more rapidly at first, then more slowly; If, for example, the injection pressure required at idle is equal to (p + xo) ^at , it increases to about (p + 2θ) ^αί at half load and to about (p + 26) ^at at maximum load. Relatively small deviations from this are irrelevant.

Bei solchen Maschinen, die mit häufig und stark wechselnder Umlaufszahl und unter veränderlicher Last arbeiten, wie z. B. Schiff s- und sonstige Fahrzeugmaschinen, ist es unbequem und, namentlich beim Manövrieren, sogar unmöglich, den erforderlichen Einblasedruck jeweils schnell und sicher von Hand einzustellen. Es ist daher eine Vorrichtung erwünscht, die den Einblasedruck in gleichzeitiger Abhängigkeit sowohl von der Umlaufszahl als auch von der Belastung der Maschine selbsttätig, stetig und gesetzmäßig ändert.In such machines, the number of revolutions changes frequently and strongly and under variable Work load, such as B. ship s and other vehicle engines, it is inconvenient and, especially when maneuvering, even impossible, the required injection pressure quickly and safely by hand to adjust. It is therefore desirable a device that the injection pressure in simultaneous Depending on the number of revolutions as well as the load on the machine changes automatically, continuously and according to law.

Dies wird von dem den Gegenstand vorliegender Erfindung bildenden Einblasedruckregler für Verbrennungskraftmaschinen ermöglicht, und zwar, im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen dieser Art, durch ein einziges Organ unter Vermittlung der Fliehkraft umlaufender Schwungkörper. Die dabei verwendeten Pinzipien können ohne weiteres auch zur Regelung des Einblasedruckes in Abhängigkeit von der Umlaufszahl allein oder in Abhängigkeit von der Belastung allein benutzt werden.This is done by the sparge pressure regulator which is the subject of the present invention for internal combustion engines, in contrast to the known Devices of this type, through a single organ under the mediation of centrifugal force rotating flywheel. The principles used here can also be used to regulate the injection pressure as a function used alone depending on the number of revolutions or depending on the load alone will.

Die Zunahme der Fliehkraft einer umlau-The increase in the centrifugal force of a circulating

fenden Masse steht bekanntlich im quadratischen Verhältnis zu der Zunahme ihrer Umlaufszahl. Setzt man nun die durch die Drehung der Maschinen welle hervorgerufene FIi eh kraft umlaufender Schwungkörper einerseits mit dem Überschuß des notwendigen Einblasedruckes über dessen festgesetztes, in bekannter Weise durch' eine Gewichts- oder Federbelastung, bestimmtes Mindestmaß, andererseitsFenden mass is known to have a quadratic ratio to the increase in its number of revolutions. If one now sets the FIi force caused by the rotation of the machine shaft anyway revolving flywheel on the one hand with the excess of the necessary injection pressure beyond its fixed, in a known manner by 'a weight or spring load, certain minimum, on the other hand

ίο ins Gleichgewicht, so ist bei zunehmender Umlaufszahl ein im quadratischen Verhältnisίο in equilibrium, so is when increasing Circulation number one in the quadratic ratio

. dazu zunehmender Einblasedrucküberschuß notwendig, um der Fliehkraft jeweils das Gleichgewicht zu halten. Ändert man ferner in Abhängigkeit von der jeweiligen Belastung der Maschine, d. h. in Abhängigkeit von der Brennstofförderung, das Verhältnis der Hebelarme, an denen einerseits die Fliehkraft der umlaufenden Schwungkörper, andererseits der Einblasedrucküberschuß über sein festgesetztes Mindestmaß wirkt, so wird damit die dem Einblasedruck entgegenwirkende, von demselben im Gleichgewicht zu haltende Kraft und damit der Einblasedruck selbst verändert.. in addition increasing injection pressure surplus is necessary to the centrifugal force in each case Keep balance. One also changes depending on the respective load the machine, d. H. depending on the fuel delivery, the ratio of the lever arms, where on the one hand the centrifugal force of the rotating flywheel, on the other hand the Injection pressure excess acts beyond its specified minimum level, so that the the force that counteracts the injection pressure and is to be kept in equilibrium by the same and thus the injection pressure itself changes.

25. Es werden also erstens der Umstand, daß die Maschine mit wechselnder Umlaufszahl fährt und dadurch die Fliehkraft der von ihr in Umdrehung versetzten Schwungkörper verändert, und zweitens der Umstand, daß mit wechselnder Belastung der Maschine auch die Brennstofförderung wechselt und dadurch zugleich das Verhältnis der Hebelarme, an denen die Fliehkraft einerseits . und der einzustellende Einblasedrucküberschuß andererseits wirken, verändert werden kann, zur Regelung des Einblasedruckes benutzt.25. So, first of all, the fact that the machine has a changing number of revolutions drives and thereby changes the centrifugal force of the flywheels that it sets in rotation, and, secondly, the fact that with changing loads on the engine, the fuel delivery also changes and thereby at the same time the ratio of the lever arms on which the centrifugal force on the one hand. and the one to be set Injection pressure surplus act on the other hand, can be changed to regulate the Injection pressure used.

In der Anwendung dieser beiden Prinzipien zum Zweck der stetigen und gesetzmäßigen Regelung des Einblasedruckes in gleichzeitiger Abhängigkeit sowohl von der Umlaufezahl als auch von der Belastung der Maschine durch Vermittlung ein und desselben Organs liegt der Kern der vorliegenden Erfindung.In the application of these two principles for the purpose of continuous and lawful Regulation of the injection pressure in dependence on both the number of cycles and also lies in the burden on the machine through the mediation of one and the same organ the gist of the present invention.

Eine Ausführungsform ist auf der Zeichnung schematisch dargestellt. Das Druckminderorgan α steht auf seiner Hochdruckseite b mit dem Einblasegefäß in Verbindung, das zweckmäßigerweise ständig mit dem höchsten benötigten Einblasedruck gefüllt gehalten wird.An embodiment is shown schematically in the drawing. The pressure reducing element α is connected on its high pressure side b to the injection vessel, which is expediently kept constantly filled with the highest injection pressure required.

Die Niederdruckseite c des Druckminderorgans steht mit der zu den' Brennstoffventilen der einzelnen Zylinder führenden Einblaseleitung in Verbindung. Die Hochdruckseite ist vollkommen entlastet; eine von außen auf Verstellung des Kolbenschiebers i hinwirkende Kraft findet daher ihren Widerstand nur in dem auf die Fläche f wirkenden Druck. Die Feder g hat das Bestreben, die öffnungen d freizulegen; wird nun das Absperrorgan h geöffnet, so wird der Kolbenschieber i die öffnungen d abschließen, sobald auf die Fläche f ein Druck wirkt, der der Federkraft das Gleichgewicht hält; d.h. durch die Feder wird, wie bekannt, ein bestimmtes Mindestmaß des Ein-Llasedruckeseingestellt.theoretischentsprechend der Umlaufszahl ο und der Belastung o. Dreht sich die Maschine und mit ihr die Welle w, die ihrerseits die Schwungkörper m in Umdrehung versetzt, so wird die dadurch hervorgerufene Fliehkraft der Schwungkörper.m, die durch Vermittlung der Winkelhebel I und des Drucklagers k auf den Kolbenschieber i übertragen wird, die Wirkung der Feder g unterstützen, sofern die Fliehkraft an der Welle w ein Widerlager findet. Letzteres wird durch die Hülse e gebildet. Während nun die Belastung des Kolbenschiebers.i durch die Feder g unverändert bleibt, nimmt die von der Fliehkraft der Schwungkörper m herrührende Belastung mit dem Quadrat der Um^ ■ laufszahl zu; damit wird ein in demselben Verhältnis zunehmender Druck auf die Fläche f nötig, um der Belastung des Kolbenschiebers i das Gleichgewicht zu halten, d. h. der Einblasedruck nimmt ebenfalls im Quadrat der Umlaufszahl zu. Dabei ist natürlich Voraussetzung, daß der Druck im Einblasegefäß stets mindestens eben so hoch ist wie der jeweils j benötigte Einblasedruck. Da die bei der Regelung auftretenden Hübe des Schiebers i ?ehr klein sind, so ist die damit verbundene Änderung der Federkraft ohne Belang; sie wird auch zum Teil durch die mit der Ent- ^! fernung der Schwungkörper von ihrer Drehachse wachsende Fliehkraft ausgeglichen. Die Schwungkörper m können zum Zwecke der ! Einstellung des Reglers auf dem Hebel I verj schiebbar angeordnet sein oder durch Zusatzgewichte verändert werden; doch kann die Einstellung innerhalb gewisser Grenzen auch durch die Mutter χ erzielt werden, wie weiter unten beschrieben. Der Hebel / ist doppelarmig; sein Drehpunkt ist n. Dieser Dreh- : punkt ist verschiebbar angeordnet. Der bei p ! an der ■ Hülse e gelagerte Winkelhebel q steht durch den Lenker r in Verbindung mit der Muffe 0; wird die Muffe 0 verschoben, so wird damit auch der Drehpunkt η verschoben, es wird also das Verhältnis der Hebelarme, an denen einerseits die Fliehkraft, andererseits der dieser das Gleichgewicht haltende Teil des Einblasedruckes wirkt, verändert. Die Verschiebung der Muffe 0 und damit des Drehpunktes η wird von der.Regulierwelle s, die sich bei Belastungsänderung dreht, abgeleitet, beispielsweise, wie in der Zeichnung angedeutet, durch Vermittlung der Kurbel t,, der Stange u und des Hebels v. Durch die Verschiebung des Hebel dreh punkte s η wird demnach eine Veränderung des Emblasedruckes ! in Abhängigkeit von der Belastung der Maschine erreicht. Da der Einblasedruck beiThe low-pressure side c of the pressure reducing element is connected to the injection line leading to the fuel valves of the individual cylinders. The high pressure side is completely relieved; an external force acting on the displacement of the spool i therefore finds its resistance only in the pressure acting on the surface f. The spring g tends to expose the openings d; If the shut-off element h is now opened, the piston valve i will close the openings d as soon as a pressure acts on the surface f which keeps the spring force in equilibrium; that is to say by the spring, as known, a certain minimum of one-Llasedruckeseingestellt.theoretischentsprechend ο the revolution number and the load o. the engine rotates and w is the wave with it, which in turn rotates the swing body m in rotation, so is the resulting caused centrifugal force of the flywheel. m, which is transmitted to the piston valve i through the intermediary of the angle lever I and the thrust bearing k , support the action of the spring g , provided that the centrifugal force on the shaft w finds an abutment. The latter is formed by the sleeve e . While now the load on the piston valve. i remains unchanged by the spring g, the load resulting from the centrifugal force of the flywheel m increases with the square of the number of revolutions; This means that the pressure on the area f , which increases in the same ratio, is necessary in order to keep the load on the piston valve i in equilibrium, ie the injection pressure also increases by the square of the number of revolutions. It is of course a prerequisite that the pressure in the injection vessel is always at least as high as the injection pressure required in each case. ? Since the strokes that occur in the control of the slider i are rather small, so is the change of the spring force of no importance associated; it is also partly due to the development ^! distance of the flywheel from its axis of rotation compensates for growing centrifugal force. The flywheel m can for the purpose of! Adjustment of the controller on the lever I can be slidably arranged or changed by additional weights; however, the setting can, within certain limits, also be achieved by the nut χ , as described further below. The lever / is double-armed; its pivot point is n. This pivot point is arranged to be displaceable. The one at p ! The angle lever q mounted on the sleeve e is connected to the sleeve 0 by the link r ; If the socket 0 is shifted, the pivot point η is shifted, so the ratio of the lever arms, on which the centrifugal force acts on the one hand and the part of the injection pressure that maintains the equilibrium on the other, is changed. The displacement of the sleeve 0 and thus the pivot point η is derived from der.Regulierwelle s, which rotates when the load changes, for example, as indicated in the drawing, through the mediation of the crank t ,, the rod u and the lever v. By shifting the lever pivot point s η there is a change in the blow molding pressure! depending on the load on the machine. Since the injection pressure is

steigender Belastung zuerst rascher, dann langsamer zunimmt, so wird diesem Umstand durch die Anordnung des die Verschiebung der Muffe ο bewirkenden Getriebes Rechnung getragen, etwa in der auf der Zeichnung angedeuteten Art; hier entspricht der Zunahme der Belastung von Leerlauf bis Halblast ein größerer Muffenweg als der Zunahme der Belastung von Halblast bis Höchstlast. DurchIf the load increases faster, then it increases more slowly, this becomes the case by the arrangement of the shifting of the sleeve ο causing the transmission worn, for example in the manner indicated in the drawing; here corresponds to the increase the load from idle to half load has a larger sleeve path than the increase in load from half load to maximum load. By

ίο Veränderung der Länge der Stange u mittels der Stellmutter χ ist eine genaue Einstellung von Hand, auch wahrend des Betriebes, möglich. Da die¹ Hebel/ an der auf der Welle w verschiebbaren Muffe ζ gelagert sind, und die bei der Regelung auftretenden Schieberhübe, wie oben erwähnt, sehr klein sind, so ent-. steht keine nennenswerte, auf Verschiebung von η hinwirkende radiale Komponente; daher braucht das die Verschiebung der Muffe 0 bewirkende Getriebe nicht notwendigerweise selbsthemmend zu sein. Der Drehpunkt η wird zur Verminderung der Reibungsarbeit beim Verschieben zweckmäßig als Kugel oder Rolle ausgebildet.ίο Changing the length of the rod u by means of the adjusting nut χ , precise adjustment by hand is possible, even during operation. Since the ¹ levers / are mounted on the sleeve ζ that can be moved on the shaft w , and the slide strokes occurring during the regulation, as mentioned above, are very small, so. there is no noteworthy radial component acting on the shift of η; therefore the gearbox which shifts the sleeve does not necessarily have to be self-locking. The fulcrum η is expediently designed as a ball or roller to reduce the work of friction when moving.

Durch die beschriebene Vorrichtung wird also jeder Umlaufszahl und jeder Belastung der Maschine ein bestimmter, der für die Verbrennung günstigste Einblasedruck zugewiesen; dabei können sowohl Umlaufszahl als auch Belastung völlig unabhängig voneinander steigen oder sinken.. .With the device described, every number of revolutions and every load the machine is assigned a certain injection pressure that is most favorable for combustion; Both the number in circulation and the load can be completely independent of one another rise or fall ...

Zum Schluß seien die kennzeichnenden Merkmale der vorliegenden Erfindung nochmals im Zusammenhang aufgeführt:
.35 i. Zur Regelung des Einblasedruckes wird die auf das Druckveränderungsorgan einwirkende-, durch den jeweils einzustellenden Einblasedruck im Gleichgewicht gehaltene Fliehkraft umlaufender Schwungkörper benutzt.Finally, the characteristic features of the present invention are listed again in context:
.35 i. To regulate the injection pressure, the centrifugal force of the rotating centrifugal force acting on the pressure change element and kept in equilibrium by the injection pressure to be set is used.

,2. Die Regelung des Einblasedruckes in gleichzeitiger Abhängigkeit sowohl von der Umlaufszahl als auch von der Belastung der Maschine erfolgt von ein und demselben Organ aus unter ausschließlicher Vermittlung der Fliehkraft umlaufender Schwungkörper., 2. The regulation of the injection pressure in a simultaneous dependence on both the The number of revolutions as well as the load on the machine are carried out by one and the same organ made of flywheels rotating with the sole mediation of centrifugal force.

3. Die Regelung des Einblasedruckes in Abhängigkeit von der Umlaufszahl erfolgt durch j die im Quadrat der Umlaufszahl wachsende Fliehkraft umlaufender Schwungkörper, die Regelung. in Abhängigkeit von der Belastung erfolgt durch Veränderung der Hebelarme, an j denen einerseits die Fliehkraft, andererseits der durch dieselbe im Gleichgewicht gehaltene Überschuß des Einblasedruckes über das am Druckminderorgan eingestellte Mindestmaß wirkt.3. The injection pressure is regulated as a function of the number of revolutions by j the centrifugal force of rotating flywheels, which increases by the square of the number of revolutions Regulation. Depending on the load, the lever arms are changed at j which on the one hand the centrifugal force, on the other hand that kept in equilibrium by it Excess of the injection pressure over the minimum value set on the pressure reducing device works.

4. Die gesamte Fliehkraft der umlaufenden Schwungkörper wird dazu verwendet, den je-. weils erforderlichen Einblasedruck einzustellen, während bei den gewöhnlichen Fliehkraftreglern die Fliehkraft der umlaufenden Schwungkörper einer Gewichts- oder Federbelastung das Gleichgewicht hält, und nur der positive oder negative Überschuß über diese Belastung zu einer Verstellung der Regelung verwendet wird.4. The entire centrifugal force of the rotating flywheel is used to each. Weil set the required injection pressure, while with the ordinary centrifugal governors the centrifugal force of the rotating flywheels under a weight or spring load keeps the equilibrium, and only the positive or negative excess over this load leads to an adjustment of the regulation is used.

5. Der vorliegende Fliehkraftregler hat keinerlei Einfluß auf Gang und Füllung der Maschine, wie dies die Aufgabe der gewöhnlichen Fliehkraftregler ist, sondern er steht seinerseits unter dem Einfluß der Umlaufszahl und der' Belastung der Maschine und' verändert lediglich den Einblasedruck, also ein " weder Gang noch Füllung der Maschine beeinflussendes Element. .5. The present governor has no influence on the gear and filling of the machine, as this is the job of the ordinary governor, but it is in turn changed under the influence of the number of revolutions and the 'load on the machine and' only the injection pressure, that is to say, "which does not affect either the gear or the filling of the machine Element. .

Claims

Patent claims:.

1. Device for regulating the injection pressure for internal combustion engines. characterized in that the regulation of the injection pressure is mediated dei centrifugal force revolving flywheel takes place in such a way that the change in centrifugal force and the change of the injection pressure keep each other in equilibrium.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the regulation of the injection pressure takes place depending on the number of revolutions by the centrifugal force increasing with the number of revolutions rotating flywheel (m) and depending on the load by changing the lever arms (I) on which the Centrifugal force on the one hand and the injection pressure, which is kept in equilibrium, on the other, acts.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the lever arms (ΐ) to control the injection pressure depending on the load. which the centrifugal force on the one hand and the same in equilibrated injection pressure on the other hand, are changed in such a way that the increase in the load from idling to maximum load corresponds to an increase in the injection pressure which takes place more rapidly at first, then more slowly.

1 sheet of drawings.