DE3100711A1

DE3100711A1 - "sicherheitseinrichtung fuer eine mit einem ladegeblaese ausgeruestete einspritzbrennkraftmaschine"

Info

Publication number: DE3100711A1
Application number: DE19813100711
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Saitama Hagiwara; Yuji Sakado Saitama Iwasaki; Tomonori Higashimatsuyama Saitama Ohie
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1980-01-14
Filing date: 1981-01-13
Publication date: 1981-11-19
Also published as: GB2067663A

Description

15.12.I98O Ks/Kc

Diesel Kiki Co., Ltd., 6-7 Shibuya, 3-chorae, Shibuya-ku, Tokyo, Japan

Sicherheitseinrichtung für eine mit einem Ladegebläse ausgerüstete E'inspritzbrennkraftmaschine

Stand der Technik

Bei einer mit einem Ladegebläse ausgerüsteten Einspritzbrennkraftmaschine, insbesondere bei einem aufgeladenen Dieselmotor, bei dem durch das Ladegebläse die in die Zylinder geförderte Ansaugluftmenge erhöht wird, ist es bekannt, als Steuervorrichtung einen sogenannten Rauchbegrenzer oder ladedruckabhängigen Vollastanschlag mit den im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen vorzusehen (US-PS 2 767 700 oder US-PS k 057 OUU), welche unter Ausnutzung des Ladedruckes automatisch eine der erhöhten Luftmenge im Zylinder angepaßte Einspritzmenge einstellt oder die maximal zulässige Einspritzmenge begrenzt.

Wenn durch einen Schaden am Ladegebläse oder durch eine Störung an der Druckregeleinrichtung des Ladegebläses der Ladedruck unzulässig hoch ansteigt, dann wird, wie dies in Figur 2 durch eine voll·ausgezogene Kurve a dargestellt ist, die Einspritzmenge erhöht und dort gehalten. Dadurch steigt die Motordrehzahl an und infolge der Erhöhung der PS-Leistung des Motors kommt es zu einem außergewöhnlich hohen Drehmoment, als dessen Folge es zu Bruchschäden am Motor bzw. dessen Triebwerk oder zum Ausfall der ladedruckabhängig arbeitenden Steuervorrichtung kommen kann.

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Vorteile der Erfindung

Bei der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs wird durch das elektromagnetische Steuerglied beim Auftreten unzulässig hoher Werte des Ladedruckes die Fördermenge der zugehörigen Kraftstoffeinspritzpumpe soweit verringert, daß keine Schäden an der zugehörigen Brennkraftmaschine oder an dnr nteuervorrichtung mehr auftreten können.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Sicherheitseinrichtung möglich. So werden durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 2 angegebenen Merkmale außer dem Ladedruck auch weitere Störgrößensignale verarbeitet, und durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 3 beanspruchten Merkmale ist eine Fördermengenverringerung unterhalb der von der Steuervorrichtung begrenzten, im Saugbetrieb des Motors erforderlichen Kraftstoffeinspritzmenge möglich. Das gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs k als Magnetventil ausgebildete elektromagnetische Steuerglied verbindet im Störfall die Ladedruckkammer mit einer Unterdruckquelle, die in vorteilhafter Weise die notwendige Stellkraft erzeugt. GemäP den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 5 ist in einer anderen Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes durch ein als elektromagnetisches Steuerglied dienendes Magnetventil die Atmosphärenkammer der Steuervorrichtung mit einer Überdruckquelle verbindbar, deren Druck oberhalb des höchstmöglichen Ladedrucks liegen muß. Bei einer gemäß Anspruch 6 ausgebildeten Ausführungsvariante sperrt das Magnetventil in seiner Normalbetriebsstellung eine die Ladedruckkammer mit der Umgebungsluft verbindende Leitung und öffnet diese im Störfall, so daß die Wirkung des Ladedrucks auf die bewegliche Wand ausgeschaltet wird und die Rückstellfeder die Vorrichtung in eine Stellung zurückführt, in der

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das Fördermengenverstellglied der Einspritzpumpe nur die im Saugbetrieb des Motors notwendige Einspritzmenge einstellt. Ein sehr einfacher Aufbau ergibt sich durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 7 angegebenen Merkmale, durch die die zu der Ladedruckkammer und zur Atmosphärenkammer führenden Leitungen mittels des Magnetventils vertauscht werden und so eine umgekehrte Wirkrichtung ergeben. Dadurch kann die bewegliche Wand auf eine Stellung zur Steuerung einer Saugmenge oder in eine noch niedrigere Stellung gedrückt werden. Gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 8 besteht das elektromagnetische Steuerglied aus einem Elektrostellmagneten, der im Störfall die Schubstange der beweglichen Wand in Richtung einer Verringerung der vom Fördermengenverstellglied eingestellten Fördermenge betätigt. Weitere erfindungswesentlichen Merkmale können dem Anspruch 9 und der nachfolgenden Beschreibung entnommen werden .

Zeichnung

Nachfolgend werden fünf Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen Figur 1 das erste praktische Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung in einer Schnittdarstellung; Figur 2 ein Ladedruck-Regelweg-Diagramm für alle Ausführungsbispiele und die Figuren 3 bis 6 jeweils das zweite bis fünfte Ausführung3beispiel.

In Figur 1 ist eine ladedruckabhängig arbeitende Steuervorrichtung 1 mit ihrem in der Zeichnung rechtsseitigen Ende an einer nicht dargestellten Kraftstoffeinspritzpumpe befestigt. In einer von einem Gehäuse 2 umschlossenen Kammer 3 ist als Übertragungsglied ein zweiarmiger Hebel h um eine Lagerachse 5 drehbar gelagert. Das obere Ende ka. dieses Hebels k liegt

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an dem vorderen Ende 6a einer als Fordermengenverstellglied dienenden Regelstange 6 berührend an und auf das obere Ende Ha wirkt die Andrückkraft einer sich am Ende 6a der Regelstange 6 abstützenden Feder 7 und drückt den Hebel h derart, daß er entgegensetzt dem Uhrzeigersinn gedreht wird. Dadurch steht das untere Ende hh dieses Hebels h mit einem Betätigungsstift 1h einer Schubstange 12 in Eingriff. Eine als bewegliche Wand dienende Stellmembran 8 ist mit ihrem äußeren Rand zwischen das Gehäuse 2 und einem Deckel 9 eingespannt. Durch diese Stellmembran 8 werden eine Ladedruckkammer 10, welcher der Ladedruck p_T zugeführt wird, und eine Atmosphärenkammer U gebildet und voneinander getrennt.

Mit der Stellmembran 8 ist die ebenfalls als Übertragungsglied dienende Schubstange 12 fest verbunden, welche durch eine in dem Gehäuse 2 ausgebildete Bohrung 13 hindurchgehend mit einem Ende 12b in die Kammer 3 hineinragt und an deren Ende 12b der Eingriffsstift lU befestigt ist. Gegen die Stellmembran 8 drückt eine in der Atmosphärenkammer 11 befindliche und sich dort abstützende Rückstellfeder 15, durch deren Stellkraft ein in die Ladedruckkammer 10 hineinragendes Ende 12a der Schubstange 12 an einem im Deckel 9 vorgesehenen, der Begrenzung des Hubes der Schubstange 12 dienenden Anschlagbolzen 16 berührend anliegt. Dieser Anschlagbolzen 16 steht unter dem Druck einer Feder 17 und wirkt somit als federnder Anschlag.

Die Ladedruckkammer 10 wird durch die Stellmembran 8 und den Deckel 9 luftdicht abgeschlossen, und über eine Leitung 18 wird dieser Kammer 10 unter Ladedruck p_T stehende Ladeluft vom Saugrohr des Motors zugeführt.

In die Leitung l8 ist als ein elektromagnetisches Steuerglied ein Magnetventil 19 eingefügt, welches als 3-Wege/2-Stellungs-Umschaltventil arbeitet. Wenn sich dieses Magnetventil 19 in seiner normalen Betriebsstellung befindet, wird der Ladedruckkammer 10 der Ladedruck p_T zugeführt, und wenn das Magnetventil 19 umgeschaltet wird, dann wird der Ladedruckkammer 10 ein von

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einer durch 38 angedeuteten Unterdruckquelle erzeugter Unterdruck p_T zugeführt.

Das Elektromagnetventil 19 wird durch den Ausgang einer elektronischen Steuereinheit 20 umgeschaltet, und wenn der Ladedruck Pj. unzulässig hohe Werte annimmt, z. B. bei dem im Diagramm nach Figur 2 dargestellten praktischen Ausführungsbeispiel TOO mmllg und mehr, werden die von einem Ladedruckfühler 21 kommenden Drucksignale S_n der Steuereinheit 20 als Eingangsignale eingegeben, in dieser Steuereinheit 20 verstärkt und als Umschaltsignal S dem Magnetventil 19 zugeleitet. Dabei wird durch eine Anzeigeeinrichtung 22 angezeigt, wenn, z, B. durch den unzulässig hohen Ladedruck Störungen entstanden sind. 25 ist eine Anschlagschraube, durch die die maximale Lage der Regelstange 6 bei Vollast bestimmt ist (z. B. im Diagramm, Figur 2 beim Regelweg RW = 12 mm),

Wenn bei dem zuvor beschriebenen konstruktiven Aufbau der Steuervorrichtung 1 der zugehörige, mit einem Ladegebläse, z. B. einem Abgasturbolader, ausgerüstete Motor angetrieben wird, dann wird der Ladedruck p_T durch die Leitung 18 in die Ladedruckkammer 10 geleitet, und durch das Ansteigen des Ladedrucks p_T wird die Stellmembran 8 gegen den Widerstand der Rückstellfeder 15 betätigt und damit die Schubstange 12 nach rechts in die Kammer 3 hineingedrückt.

Dies hat zur Folge, daß der Betätigungsstift lit sich entsprechend verschiebt. Dadurch wird der Hebel h um die Lagerachse 5 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gedreht, und infolge dieser Drehung wird das obere Ende Ua des Hebels it nach links bewegt. Entsprechend dieser Lageänderung wird die Regelstange 6 durch die Feder 7 nach links, d. h. also in eine durch einen in die Regelstange 6 eingezeichneten Pfeil 6b angedeutete Rieh-

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tung zur Steigerung der Kraftstoffmenge (siehe Plusrichtung des Pfeiles) verschoben, und es wird eine Kraft stoffmenge, welche der dem Motor zugeführten Ladeluft zugeordnet ist, zugemessen und eingespritzt.

Wenn nun das Ladegebläse aus irgend einem Grunde eine Störung erfährt und insbesondere dann, wenn die Druckregeleinrichtung ausfällt und der Ladedruck p_T ansteigt und unzulässig hohe Werte erreicht, dann werden der Steuereinheit 20 die von dem Ladedruckfühler 21 her kommenden Drucksignale S als Eingang zugeführt. Die Steuereinheit 20 gibt dann an das Magnetventil 19 Umschalt signale S ab, durch welche das Magnetventil 19 umgeschaltet wird. Dies hat zur Folge, daß über die Leitung 18 in die Ladedruckkammer 10 Unterdruck p_n eingeführt wird, und daß die Stellmembran 8 und die Schubstange 12 mit Unterstützung der Stellkraft der Rückstellfeder 15 nach links in Richtung zum Anschlagbolzen 16 verschoben werden. Bei entsprechender Stellkraft wird der Anschlagbolzen 16 gegen die Kraft der Feder 17 überdrückt, so daß über den Hebel h die Regelstange 6 der Kraftstoffeinspritzpumpe noch weiter nach rechts, d. h. also in die Richtung einer Verringerung der Kraftstoffmenge (siehe Minusrichtung des Pfeiles 6b) bewegt wird. Die danach eingenommene Stellung der Regelstange 6 ist in einem in Figur 2 dargestellten Diagramm, in dem der Regelweg RW der Regelstange 6 über dem Ladedruck p_T aufgetragen ist, durch eine sich an eine Kurve a anschließende gestrichelte Linie b angedeutet. Dadurch wird die Kraftstoffeinspritzmenge auf etwa die Hälfte der maximalen Einspritzmenge verringert und auch die Motordrehzahl wird mit genügender Sicherheit soweit reduziert, daß etwa ein Bruchschaden am Motor oder eine Zerstörung des Motors oder der Stellmembran 8 verhindert wird. Durch die Anzeigeeinrichtung 22 wird angezeigt, daß eine Störung vorliegt. Dadurch wird die Aufmerksamkeit des Fahrers oder Bedienungspersonals des Motors geweckt, und es kann festgestellt werden, daß bzw. warum die Leistung des Motors abgefallen ist.

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In die Steuereinheit 20 werden nötigenfalls auch die von einem die Wassertemperatur abgreifenden Wassertemperaturfühler 23 oder die von einem die Ö'ltemperatur abgreifenden Öltemperaturfühler 23 kommenden Temperatursignale S oder S_n eingegeben, so daß auch durch Berücksichtigung dieser, die Überhitzung des Motors erfassenden Signale die Leistung des Motors verringert werden kann.

Figur 3 zeigt als zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung 1', bei welcher in die Atmosphärenkammer 11 ein erhöhter Druck, z. B. von einer Druckluftquelle eingeleitet wird, wenn der Ladedruck p_T unzulässig hoch angestiegen ist. Dazu ist die Atmosphärenkammer 11 luftdicht abgeschlossen, also im Gehäuse 2 keine Bohrung zwischen den Klammern 11 und 3 vorgesehen. An die Atmosphärenkammer 11 ist zusätzlich eine Leitung 26 angeschlossen, in welche ein hier mit 19¹ bezeichnetes, als das elektromagnetische Steuerglied dienendes Magnetventil eingefügt ist. In der gezeichneten Normalbetriebsstellung des Ventils 19* ist die Atmosphärenkammer zu der unter Atmosphärendruck p. stehenden Umgebungsluft hin geöffnet. Wird das Magnetventil 19' jedoch umgeschaltet, dann wird der Atmosphärenkammer 11 über die Leitung 26 ein positiver Druck, d. h. ein oberhalb des höchstmöglichen Ladedrucks liegender Druck p_n zugeführt. Dieser positive Druck P_n wird von einer am Motor oder sich im Kraftfahrzeug befindenden Druckpumpe, z. B. Luftpumpe der Bremsanlage, aus zugeführt. Die übrigen Merkmale dieses zweiten Ausführungsbeispieles sind sonst gleich wie beim ersten Auaführungsbeispiel nach Figur 1. In der Figur 3 sind deshalb auch die gleichen Bezugaziffern verwendet worden.

Wenn bei der zu Figur 3 beschriebenen Steuervorrichtung 1', hervorgerufen durch einen Schaden am Ladegebläse, der Ladedruck p_T ungewöhnlich hoch ansteigt, werden der Steuer-

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einheit 20 von dem Ladedruckfühler 21 her kommende Drucksignale S eingegeben, und die Steuereinheit 20 gibt an das Elektromagnetventil 19' Umschaltsignale S ab, durch welche das Magnetventil 19' umgeschaltet wird. Dies hat zur Folge, daß der Atmosphärenkammer 11 der erhöhte Druck p_D zugeführt vird, so daß die Schubstange 12 entgegen dem Ladedruck p^., und entgegen dem Widerstand der Feder 7 jedoch mit Unterstützung der Feder 15 nach links verschoben wird, so daß die Regelstange 6 in der Richtung einer Verringerung der Einspritzmenge bewegt und so die Einspritzmenge auf etwa die Hälfte verringert wird, und zwar entsprechend der gestrichelten Linie b in Figur 2. Auf diese Weise wird die gleiche Wirkung wie bei dem zuerst beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel erzielt.

Figur k zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, einer Steuervorrichtung 1¹¹, bei welcher im Fall unzulässig hoher Werte des Ladedruckes p_T das Innere der Ladedruckkammer 10 zur Außenluft (Atmosphäre) hin geöffnet wird. Dazu ist an die Ladedruckkammer 10 eine Leitung 27 angeschlossen, in welche ein als das elektromagnetische Steuerglied wirkendes Magnetventil eingesetzt ist, das als 2- Wege/2-Stellungsventil ausgebildet ist.

Das Magnetventil 28 verschließt in der gezeichneten Normalbetriebsstellung die Leitung 27, so daß die Ladedruckkammer 10 keine Verbindung zur Atmosphäre hin hat. Wenn das Ventil 28 jedoch umgeschaltet wird, dann wird die Ladedruckkammer 10 zur Atmosphäre hin geöffnet. Bezüglich der anderen Merkmale ist bei diesem dritten Ausführungsbeispiel alles gleich wie bei dem ersten und bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Figur 3, so daß ansonsten auch hier die gleichen

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Bezugsziffern verwendet wurden.

Wenn bei Verwendung der zu Figur h beschriebenen Steuervorrichtung 1¹' der Ladedruck p_T unzulässig hoch ansteigt, Würden in die Steuereinheit 20 die vom Ladedruckfühler 2 1 her kommenden Drucksignale Sj. eingegeben und als Umschalt-¹ signale S„ an das Magnetventil 28 weitergegeben, so daß das Magnetventil 28 umgeschaltet wird. Dies hat zur Folge, daß die Ladedruckkammer 10 zur Atmosphäre hin geöffnet wird, so daß der gleiche Zustand eintritt, wie wenn kein Ladedruck ρ zugeführt würde. Deshalb wird die Stellmembran 8 durch die Rückstellfeder 15 nach links bewegt, und zwar bis zur Anlage des Endes 12a der Schubstange 12 am Anschlagbolzen 16. Dabei wird der Hebel k im Uhrzeigersinn gedreht und die Regelstange 6 in Richtung einer Verringerung der Kraftstoffmenge bewogt. Die eingespritzte Kraftstoffmenge wird in diesem Fall nur bis auf die im normalen Saugbetrieb

'S Motors benötigte Vollastmenge verringert. Dieser Vorgang ist in Figur 2 durch eine strichpunktierte Linie c in Höhe der am Beginn der Kurve a eingezeichneten Regelstangenlage RW=IO mm dargestellt. Damit kann jedoch etwa die gleiche Wirkung erzielt werden, wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Bei dem in Figur 5 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel einer Steuervorrichtung 1¹¹¹ ist am unteren Ende des Gehäuses 2 eine Magnetspule 29a eines als das elektromagnetische Steuerglied dienenden Elektrostellmagneten 29 vorgesehen, in welcher ein Anker 30 durch Federn 31 und 32 in seiner Lage gehalten wird. Mit dem Anker 30 ist ein Hebel 33 gelenkig verbunden, der um eine Lagerachse 3h schwenkbar ist.

Dar- dem Elektros tellmagneten 2<) abgewandte und mit 33a bezeichnete Ende des Hebels 33 liegt dem in die Kammer 3 hin-

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einragenden Ende 12b der Schubstange 12 gegenüber. Die übrigen in Figur 5 dargestellten Bauteile sind gleich denen des zu Figur 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels, so daß sie hier nicht noch einmal beschrieben werden.

Tritt nun bei diesem vierten Ausführungsbeispiel ein unzulässig hoher Ladedruck P₁. auf, z. B. für den dem Diagramm

Il

in Figur 2 zugrundegelegten Betriebsfall ein Ladedruck von 700 mmllg und darüber, dann werden die von dem Ladedruckl'ühler 21 her kommenden Drucksignale S als Eingang in die Steuereinheit 20 eingegeben. Dort werden sie verstärkt und als Umschaltsignal S der Magnetspule 29a zugeleitet. Dabei wird der Anker 30 des Elektrostellmagneten 29 angezogen, der Hebel 33 dreht sich entgegen dem Uhrzeigersinn und sein vorderes Ende 33a schlägt an das Ende 12b der Schubstange 12 an, so daß diese nach links gedrückt wird. Dabei wird der Anschlagbolzen 16 gegen die Kraft der Feder 17 überdrückt und über den Hebel U die Regelstange 6 der Kraftstoffeinspritzpurape nach rechts in die Minusrichtung des Pfeiles 6b, d. h. im Sinne einer Verringerung der eingespritzen Kraftstoffmenge , bewegt. Dieser Vorgang ist in Figur 2 durch die gestrichelte Linie b angedeutet und bereits zum ersten Ausführungsbeispiel ausführlich beschrieben.

Der Hebel 33, der entgegen dem Ladedruck p_T in der Rück-

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führrichtung auf die Schubstange 12 einwirkt, trifft zwar unmittelbar auf die Schubstange 12 auf, es genügt jedoch auch, wenn er an dem Betätigungsstift '\h berührend anliegt, oder es wäre auch möglich die Schubstange 12 mit dem Hebel 33 zu verbinden und diesen Hebel 33 dann berührend an dem Anker 30 des Elektrostellmagneten anliegen zu lassen.

Figur 6 zeigt als ein fünftes, in seiner Funktion einfachstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung eine ladedruckabhängig arbeitende Steuer-

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Bezugsziffern verwendet wurden.

Wenn bei Verwendung der zu Figur h beschriebenen Steuervorrichtung 1¹¹ der Ladedruck p_T unzulässig hoch ansteigt, werden in die Steuereinheit 20 die vom Ladedruckfühler 2 1 her kommenden Druoksignale S.. eingegeben und als Umschalt-¹ signale S., an das Magnetventil 28 weitergegeben, so daß das Magnetventil 28 umgeschaltet wird. Dies hat zur Folge, daß die Ladedruckkammer 10 zur Atmosphäre hin geöffnet wird, so daß der gleiche Zustand eintritt, wie wenn kein Ladedruck p_L zugeführt würde. Deshalb wird die Stellmembran 8 durch die Rückstellfeder 15 nach links bewegt, und . zwar bis zur Anlage des Endes 12a der Schubstange 12 am Anschlagbolzen 16. Dabei wird der Hebel h im Uhrzeigersinn gedreht und die Regelstange 6 in Richtung einer Verringerung der Kraftstoffmenge bewogt. Die eingespritzte Kraftstoffmenge wird in diesem Fall nur bis auf die im normalen Saugbetrieb

■?s Motors benötigte Vollastmenge verringert. Dieser Vorgang ist in Figur 2 durch eine strichpunktierte Linie c in Höhe der am Beginn der Kurve a eingezeichneten Regelstangenlage RW=IO mm dargestellt. Damit kann jedoch etwa die gleiche Wirkung erzielt werden, wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Bei dem in Figur 5 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel einer Steuervorrichtung 1'·· ist am unteren Ende des Gehäuses 2 eine Magnetspule 29a eines als das elektromagnetische Steuerglied dienenden Elektrostellmagneten 29 vorgesehen, in welcher ein Anker 30 durch Federn 31 und 32 in seiner Lage gehalten wird. Mit dem Anker 30 ist ein Hebel 33 gelenkig verbunden, der um eine Lagerachse 3^ schwenkbar ist.

Das dem Elektrostellmagneten i?9 abgewandte und mit 33a bezeichnete Ende de3 Hebels 33 liegt dem in die Kammer 3 hin-

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einragenden Ende 12b der Schubstange 1.2 gegenüber. Die übrigen in Figur 5 dargestellten Bauteile sind gleich denen des zu Figur 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels, so daß sie hier nicht noch einmal beschrieben werden.

Tritt nun bei diesem vierten Ausführungsbeispiel ein unzulässig hoher Ladedruck P₁. auf, z. B. für den dem Diagramm in Figur 2 zugrundegelegten Betriebsfall ein Ladedruck von TOO mmllg und darüber, dann werden die von dem Ladedruckl'ühler 21 her kommenden Drucksignale S als Eingang in die Steuereinheit 20 eingegeben. Dort werden sie verstärkt und als Umschaltsignal S der Magnetspule 29a zugeleitet. Dabei wird der Anker 30 des Elektrostellmagneten 29 angezogen, der Hebel 33 dreht sich entgegen dem Uhrzeigersinn und sein vorderes Ende 33a schlägt an das Ende 12b der Schubstange 12 an, so daß diese nach links gedrückt wird. Dabei wird der Anschlagbolzen 16 gegen die Kraft der Feder 17 überdrückt und über den Hebel h die Regelstange 6 der Kraftstoffeinspritzpumpe nach rechts in die Minusrichtung des Pfeiles 6b, d. h. im Sinne einer Verringerung der eingespritzen Kraftstoffmenge, bewegt. Dieser Vorgang ist in Figur 2 durch die gestrichelte Linie b angedeutet und bereits zum ersten Ausführungsbeispiel ausführlich beschrieben.

Der Hebel 33, der entgegen dem Ladedruck p_T in der Rückführrichtung auf die Schubstange 12 einwirkt, trifft zwar unmittelbar auf die Schubstange 12 auf, es genügt jedoch auch, wenn er an dem Betätigungsstift jh berührend anliegt, oder es wäre auch möglich die Schubstange 12 mit dem Hebel 33 zu verbinden und diesen Hebel 33 dann berührend an dem Anker 30 des Elektrostellmagneten anliegen zu las sen.

Figur 6 zeigt als ein fünftes, in seiner Funktion einfachstes Aus führung"bei spiel der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung eine ladedruckabhängig arbeitende Steuer-

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vorrichtung 1¹'¹', die bezüglich der Bauteile, Leitungsanordnungen und Funktion dem in Figur 3 dargestellten und zu dieser Figur beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel am nächsten kommt. Gleiche Teile sind deshalb gleich bezeichnet worden, und in der nachfolgenden Beschreibung wird im wesentlichen nur auf die abweichenden Merkmale eingegangen.

Wie bei den zuvor beschriebenen Beispielen wird die Ladedruckkammer 10 durch die Stellmembran 8 und den Deckel 9 luftdicht abgeschlossen, und sie ist mit dem Kanal 18 verbunden, durch welchen der Ladedruck p_T zugeführt wird.

Die Atmospharenkamrner 11 wird durch die Stellmembran 8 und das Gehäuse 2 gebildet, sie unterscheidet sich von der bisher gebräuchlichen und ist wie bei der Vorrichtung 1' in Figur 3 nach außen und zur Kammer 3 luftdicht abgeschlossen. An diese Atmosphärenkammer 11 ist eine Leitung 35 angeschlossen, durch welche in der gezeichneten Normalbetriebsstellung in die Kammer 11 atmosphärische Luft geleitet wird.

In die beiden Leitungen 18 und 26 ist als elektromagnetisches Steuerglied ein Magnetventil 36 eingesetzt, das als Umschaltventil arbeitet und als 2-Stellungs/Η-Wegeventil ausgebildet ist In der gezeichneten Normalbetriebsstellung des Magnetventiles 36, die im Schaltnymbol mit 36a bezeichnet ist, wird der Ladedruok ρ der Lailüilruokkainmet' 10 und die atmosphärische Luft der

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Atmo.'jphrärenkammer 11 zugeführt. In der zweiten, im Schaltbild de S3 Magnetven t i la 36 mit 36b angedeuteten Umschaltstellung wird der Atmosphärenkammer 11 der Ladedruck p» und der Ladedruckkammer 10 der atmosphärische Luftdruck P. zugeführt. Dazu wird das Magnetventil 36 durch das von der Steuereinheit 20 her kommende Umschaltsignal S umgeschaltet, wenn der Ladedruck ρ, ,

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wie bereits zu den anderen Ausführungsbeispielen beschrieben, außergewöhnlich hoch ist (im Diagramm nach Figur 2 bei 700 ramHg und darüber), und/oder wenn der Motor überhitzt ist, d. h. wenn die Kühlwassertemperatur 95 C und darüber be trägt. Dann werden die von dem Ladedruckfühler 21 sowie von dem Wassertemperaturfühler 23 und dem Öltemperaturfühler 2h her kommende Signale S , S , S als Eingang in die Steuereinheit 20 eingegeben, in dieser Steuereinheit 20 verstärkt und an
geben.

und an das Magnetventil 36 als Umschaltsignale S weitergesteht nun das Magnetventil 36 in seiner zweiten Umschaltstellung 36b, dann wird der Ladedruck ρ in die Atmosphären-

L·

kammer 11 und der Druck p. der atmosphärischen Luft in die Ladedruckkammer 10 geleitet, so daß durch die Stellmembran die Schubstange 12 über die vom Anschlagbolzen 16 begrenzte Lage hinaus entgegen dem Druck der Feder 17 nach links gedrückt wird. Dadurch wird über den Hebel h die Regelstange 6 entgegen der Kraft der Feder 7 in die Minusrichtung des Pfeiles 6b zur Verringerung der Kraftstoffeinspritzmenge ver schoben, und die Einspritzmenge wird bis auf ungefähr die Hälfte der maximalen Einspritzmenge verringert (siehe gestrichelte Linie b in Figur 2). Dadurch wird also die Drehzahl des Motors mit Sicherheit soweit verringert, daß die Entstehung eines außergewöhnlich hohen Drehmoments unterdrückt und so ein Bruchschaden oder dergleichen am Motor verhütet wird. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine am Ladegebläse aufgetretene Störung oder eine Überhitzung des Motors durch die Anzeigeeinrichtung 22 angezeigt.

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Die bei den zu den Figuren 1, 3 und k bis 6 beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendete Stellmembran 8 kann selbstverständlich auch, z. B. aus Gründen der Lebensdauer, durch ein als bewegliche Wand verwendbares Druck-Lage-Umformglied, wie etwa einen Kolben oder dergleichen ersetzt werden. -.

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Claims

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Diesel Kiki Co., Ltd., 6-7 Shibuya, 3-chome, Shibuya-ku, Tokyo, Japan

Ansprüche

j 1 J Sicherheitseinrichtung für eine mit einem Ladegebläse ausgerüstete Einspritzbrennkraftmaschine, insbesondere für einen aufgeladenen Dieselmotor, mit einer ladedruckabhängig arbeitenden Steuervorrichtung, die eine vorzugsweise als Stellmembran ausgebildete, entgegen der Kraft mindestens einer Rückstellfeder vom Ladedruck bewegliche Wand aufweist, durch die eine Ladedruckkammer, welcher im Normalbetrieb der Ladedruck zugeführt wird, von einer Atmosphärenkammer getrennt ist, und durch die bei ansteigendem Ladedruck mittels Übertragungsglieder ein Fördermengenverstellglied einer Kraftstoffeinspritzpumpe in Richtung zunehmender Fördermenge verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei unzulässig hohem Ladedruck (Pt) die bewegliche Wand (8) der Steuervorrichtung (1, 1', 1¹¹, J¹¹¹, 1'¹¹¹) durch ein von einer elektronischen Steuereinheit (20) angesteuertes elektromagnetisches Steuerglied (19, 19, 28, 29, 36) mindestens mittelbar in eine Stellung zurückgeführt wird, in der das von der beweglichen Wand (8) beeinflußbare Fördermengenver-

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stellglied (6) eine verringerte Fördermenge einstellt.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Betätigung des elektromagnetischen Steuergliedes (19, 19', 28, 29, 36) dienendes Umschaltsignal (S..) der Steuereinheit (20) durch Störgrößensignale (S_n, S__w, S^ ) am Motor angebrachter und an die Steuereinheit (20) angeschlossener Fühler (21, 22, 23) ausgelöst wird.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub einer als Übertragungsglied mit der beweglichen Wand (8) verbundenen Schubstange (12) in Richtung zur Steuerung dieser verringerten Fördermenge durch einen als federnder Anschlag dienenden, von einer Feder (17) belasteten Anschlagbolzen (16) begrenzt ist.

h. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als elektromagnetisches Steuerglied ein Magnetventil 09) dient, das in eine die Ladedruckkammer (10) mit Ladedruck (p_L) versorgende Leitung (18) eingesetzt ist und in einer ernten Schaltstellung, seiner Normalbetriebsstellung, diese Leitung (18) offen hält und in einer zweiten von der Steuereinheit (20) angesteuerten Schaltstellung die

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Ladedruckkammer (1O) mit einer Unterdruckquelle (38) verbindet (Fig. 1).

5. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als elektromagnetisches Steuerglied ein Magnetventil (19') dient, das in eine die Atmospährenkammer (ll) mit der Umgebungsluft verbindende Leitung (26) eingesetzt ist und in einer ersten Schaltstellung, seiner Normalbetriebsstellung, diene Leitung (26) offenhält und in einer zweiten, vonjder Steuereinheit (20) angesteuerten Schaltstellung die Atmosphärenkammer (11) mit einer Überdruckquelle (39; verbindet (Figur 3).

6. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als elektromagnetisches Steuerglied ein Magnetventil (28) dient, das in eine die Ladedruckkammer (10) mit der Umgebungsluft verbindende Leitung (27) eingesetzt ist und in einer ersten Schalt stellung, seiner Normalbetriebs stellung, diese Leitung (27) sperrt und einer zweiten von der Steuereinheit (20) angesteuerten Schalt stellung die Ladedruckkammer (30) zur Umgebungsluft hin öffnet und somit den in der Ladedruckkammer (10) herrschenden Druck auf etwa Atmosphärendruck (ρ_Δ) reduziert,

7. Si cherhe i t.r.oi nr i oht ung nach einem rl er Aiir,priioho 1 bin 3, dadurch gekennzeichnet, daß air, elukt rom ag nc· ti so he a Γ·ί. ouorglied ein Magnetventil (36) dient, das als U-Wege/2-Γ¹.tel 1 ungs-

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Umschaltventil ausgebildet ist, in eine die Ladedruckkammer (11) mit Ladedruck (p_T) versorgende Leitung (18) und in eine die Atmosphärenkamrner ( 1 1 ) mit der Umgebungsluft verbindene Leitung (26) eingesetzt ist und in seiner ersten Schaltstellung (36a), seiner Normalbetriebsstellung, beide Leitungen (18, 26) durchgängig offenhält, und das in seiner zweiten Schaltstellung (36b) die Leitungen (l8, 28) vertauscht und die Ladedruckkammer (10) mit der unter Atmosphärendruck (p.) stehenden Umgebungsluft sowie die Atmosphärenkammer (11) mit einem dauernd unter Ladedruck (p_T) stehenden

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Abschnitt (i8a) der im Normalbetriebsfall mit der Ladedruckkammer (1O) verbundenen Leitung (18) verbindet (Fig. 6).

8. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als elektromagnetisches Steuerglied ein Elektrostellmagnet (29) vorgesehen ist, der bei Auftreten einer Störgröfde (S_n, S^ , S_,_) von einem Umschaltsignal (S..) der Steuereinheit (20) angesteuert, vorzugsweise über ein Übertragungsglied {h), auf eine mit der beweglichen Wand (8) verbundene Schubstange (12) in Richtung einer Verringerung der vom Fördermengenverstellglied (6) eingestellten Fördermenge einwirkt (Fig. 5).

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9. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrostellmagnet (29) mit seinem Anker (30) an einem als Übertragungsgieid dienenden Hebel (U) angelenkt ist, welcher bei betätigtem Elektrostellmagneten (29) mit einem Hebelende (33a) gegen ein der Ladedruckkammer (10) abgewandtes Ende (12b) der Schubstange (12) in Richtung der Kraft der Rückstellfeder (15) drückt .j/-)

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