DE3317830C2

DE3317830C2 - Brennstoff-Regeleinrichtung für einen Dieselmotor

Info

Publication number: DE3317830C2
Application number: DE19833317830
Authority: DE
Inventors: Hans Ing.(HTL) Andelfingen Scherrer
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1983-05-11
Filing date: 1983-05-17
Publication date: 1986-06-26
Also published as: DE3317830A1; CH661564A5

Abstract

Die Brennstoff-Regeleinrichtung weist eine Brennstoffpumpe (5), eine Welle (11) zur Steuerung der Brennstoffpumpe (5) und einen Drehzahlregler (14) auf, der über einen Reglerhebel (15) und über die Steuerwelle (11) mit der Brennstoffpumpe in Wirkverbindung steht. Zwischen dem Drehzahlregler (14) und der Steuerwelle (11) ist ein Gestänge (17, 18, 19) vorgesehen, das einen Waagebalken (17) mit drei Gelenkstellen (1, 2, 3) aufweist. Die erste Gelenkstelle (1) ist an den Reglerhebel (15), die zweite Gelenkstelle (2) an einen Hebelarm (16) der Steuerwelle (11) und die dritte Gelenkstelle (3) an ein Betätigungsorgan (21) angelenkt. Das Betätigungsorgan hält die dritte Gelenkstelle (3) in einem ersten Betriebszustand der Regeleinrichtung starr fixiert und gibt sie in einem zweiten Betriebszustand aus der starren Fixierung frei. Hierdurch wird es auf einfache und betriebssichere Weise möglich, den Drehzahlregler von der Steuerwelle abzukuppeln.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoff-Regeleinrichtung für einen Dieselmotor von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Die Konstanthaltung der Motordrehzahl unabhängig von Schwankungen der Last wird bei Dieselmotoren bekanntlich mit einem Drehzahlregler bewerkstelligt, der die Winkelstellung einer auf die Brennstoff-Fördermenge Einfluß ausübenden Steuerwelle ändert. Für jede Brennstoffeinspritzpumpe, und damit für jeden Motorzyiinder, ist auf der Steuerwelle ein Pumpenhebel vorgesehen, der über die Steuerwelle unter dem Einfluß des Drehzahlreglers steht. Dieser Einfluß wird vo.n Pumpenhebel auf die betreffende Brennstoffeinspritzpumpe, die z. B. e^;nen winkelverstellbaren Plunger mit Schrägkantensteuerung aufweist, weitergegeben, so daß die durch die Pumpe geförderte Brennstoffmenge verändert wird. Die Drehzahl der Kurbelwelle, d. h. die Betriebsdrehzahl des Motors, wird damit auch bei Schwankungen der Last konstant gehalten.

In der Regel sind Dieselmotoren auch mit einer mit dem erwähnten Drehzahlregler zusammenwirkenden zusätzlichen Vorrichtung ausgestattet, die es ermöglicht, die Steuerwelle vom Drehzahlregler abzukuppeln, um bei Bedarf einen vom Drehzahlregler unabhängigen, z. B. manuellen, Regeleingriff vorzunehmen. Gemäß einem internen Stand der Technik weist eine Vorrichtung dieser Art einen zwischen dem Drehzahlregler und der Steuerwelle beweglich angeordneten, pneumatisch betätigbaren Doppelzylinder mit zwei in Tandem angeordneten, voneinander getrennten Zylinderräumen gleichen Durchmessers auf, wobei jeder Zylinder einen bewegbaren Kolben aufnimmt. Die beiden Kolben haben Kolbenstangen, die an entgegengesetzten Enden des Doppelzylinders aus diesem herausragen. Dabei ist eine Kolbenstange am Reglerhebel des Drehzahlreglers und die andere an einen auf der Steuerwelle fest angebrachten Hebelarm angelenkt. Die beiden Zylinderräume sind über eine gemeinsame Leitung mit Druckluft beaufschlagbar.

Im Normalbetrieb werden die beiden Kolben mittels Druckluft in ihren Zylinderbohrungen gegen ihre jeweiligen Anschlagflächen gedrückt. D¹Jr Doppelzylinder, die Kolben und die Kolbenstange wirken in diesem Zustand als starres System zwischen dem Reglerhebel und dem Hebelarm der Steuerwelle. Dieses starre System überträgt auf die Steuerwelle die Steuerbewegungen des Reglerhebels.

Durch Ablassen der Druckluft aus den Zylinderräumen werden die Kolben in ihren Zylindern frei beweglich, mit der Folge, daß die starre Verbindung zwischen dem Reglerhebel und dem Hebelarm aufgehoben und damit die Steuerweile dem Einfluß des Drehzahlreglers

so entzogen ist. Dadurch wird ein zusätzlicher, vom Drehzahlregler unabhängiger Eingriff auf die Steuerwelle möglich.

Die bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß sie durch die bei Motordrehzahländerung stattfindende Verschwenkung des Reglerhebels hin- und herbewegt wird. Die zu den Zylindern führenden Druckluftleitungen müssen daher flexible Schläuche sein, die der Hin- und Herbewegung zwangslos folgen können. Die bei den rasch stattfindenden Hin- und Herbewegungen bewegte Masse ist relativ groß. Außerdem ist die Einrichtung wegen der flexiblen Druckluftschläuche störanfällig·

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Entkupplung der Steuerwelle vom Drehzahlregler einfacher und betriebssicherer erfolgt und die Drehzahlregelung sowohl im Normalbetrieb als auch bei außergewöhnlichen Betriebszuständen mit einwandfreier Zu-

verlässigkeit bewerkstelligt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Im ersten Zustand des Betätigungsorgans, in welchem die Achse der dritten Gelenkstein als Schwenkachse für den Waagebalken starr fixiert ist, werden die Schwenkbewegungen des Reglerhebels kraftschlüssig auf die Steuerwelle übertragen, so daß diese unter dem Einfluß des Drehzahlreglers steht Im zweiten Zustand des Betätigungsorgans hingegen ist die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Reglerhebel und der Steuerwelle aufgehoben, und es kann ein vom Drehzahlregler unabhängiger Regeleingriff unmittelbar über die Steuerwelle erfolgen.

Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. So kann je nach den jeweiligen Umständen die dritte Gelenkstelle am Waagebalken zwischen den beiden anderen Gelenkstellen oder am einen Ende des Waagebaikens angelenkt sein.

Nach einer besonders praktischen Ausführungsforrn der Erfindung sind bei einem druckmittelbeaufidilagten Doppelzylinder als Betätigungsorgan, dessen Zylinder in Tandem angeordnet sind, die Zylinderbqhrungen gegeneinander offen. Die Zylinderbohrungen haben voneinander verschieden große Durchmesser und nehmen je einen Kolben auf. Dabei ist die dritte Gelenkstelle des Waagebalkens an die Kolbenstange des kleineren Kolbens angelenkt, und im ersten, mit Druckmedium beaufschlagten Zustand der beiden Zylinder wird der größere Kolben gegen einen Anschlag und der kleinere Kolben gegen den größeren Kolben gedrückt, was der starren Fixierung der Achse der dritten Gelenkstelle entspricht. Im zweiten, vom Druckmittel unbeaufschlagten Zustand der Zylinder sind die beiden Kolben und damit die Achse der dritten Gelenkstelle aus ihrer starren Fixierung freigegeben.

Der Doppelzylinder kann mit einem pneumatischen oder einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagt werden.

Die axiale Länge des kleineren Kolbens ist vorzugsweise größer als der axiale Hub des größerer Kolbens. Damit wird im drucklosen Zustand des Doppelzylinders ein Hineinfallen des kleineren Kolbens in den größeren Zylinder verhindert.

Nachstehend werden zwei Ausführi:ngsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Regelung der Brennstoff-Fördermenge für einen Dieselzylinder und

F i g. 2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Gemäß Fig. 1 ist eine Brennstoffeinspritzpumpe 5 mit sogenannter Schrägkantensteuerung über eine Brennstoffleitung 6 mit einem Einspritzventil 7 verbunden, das in einem Zylinder 8 eines Dieselmotors angeordnet ist, in dem sich der Arbeitskolben 9 auf- und abbewegt. Eine Welle 11 zur Steuerung der Brennstoffmenge steht über einen an ihr fest angeordneten Pumpenhebel 12 und einer an diesem angelenkten Pumpenstange 13 mit der Pumpe 5 in Wirkverbindung. Zwischen einem Drehzahlregler 14 des Dieselmotors und der Steuerwelle 11 ist ein Gestänge 17, 18, 19 vorgesehen, das den Reglerhebel 15 am Regler 14 mit einem Hebelarm 16 verbindet, der an der Steuerwelle 11 befestigt ist. Weitere Pumpenhebel 12' können entsprechend der Zylinderzahl des Dieselmotors auf der Steuerwelle I! befestigt sein.

Das Gestänge weist einen Waagebalken 17 mit drei Gelenkstellen 1, 2, 3 auf. Die erste Gelenkstein 1 ist über eine erste Verbindungsstange 18 als Gestängeteil an dem Reglerhebel 15 und die zweite Gelenkstelle 2 über eine zweite Verbindungsstange 19 als Gestängeteil an dem Hebelarm 16 angelenkt. Die dritte Gelenkstelle 3 des Waagebalkens 17 ist an eine Kolbenstange 20 eines als Betätigungsorgan wirkenden pneumatischen Doppelzylinders 21 angelenkt.

ίο Der Doppelzylinder 21 besitzt zwei in Tandem angeordnete, zueinander offene Zylinder 22,23. Der Zylinder 22 hat eine große Bohrung und der Zylinder 23 eine kleine Bohrung. In den Zylindern 22, 23 sind axial verschiebbare Kolben 24, 25 mit den Zylinderbohrungen

is entsprechendem Durchmesser angeordnet. Die axiale Länge des kleinen Kolbens 25 ist dabei größer als der axiale Hub des großen Kolbens 24. Damit wird vorgebeugt, daß im freibeweglichen Zustand der beiden Kolben der kleine Kolben 25 in den großen Zylinder 22 hineinfällt.

Die beiden Zylinder 22, 23 des stationär angeordneten Doppelzylinders 21 sind über zwei an aen entgegengesetzten Zylinderenden ebenfalls stationär angeschlossene Rohrleitungen 26 und 26' mit einer gemeinsamen Druckluftleitung 27 verbunden, in der ein Zweiwegventil 28 angeordnet ist, das von einem Exzenterhebel 29 betätigt werden kann.

In einem dem Normalbetriebszustand der Einrichtung entsprechenden Zustand werden die Zylinder 22, 23 über die Leitungen 26, 26' mit Druckluft beaufschlagt, so daß die beiden Kolben 24,25 gegeneinander bewegt werden. Der große Kolben 24 liegt am Ende seines Hubes an einer Schulter 37 am Übergang der beiden Zylinderbohrungen an, und der kleine Kolben 25 wird gegen den großen Kolben 24 gedrückt. Damit bilden die beiden Kolben 24, 25 zusammen eine starre Einheit, wodurch die Achse 4 der dritten Gelenkstelle 3 starr fixiert ist. Diese Gelenkstelle ist also in diesem Zustand eine feststehende Schwenkachse des Waagebalkens 17, mit der Folge, daß die um die Schwenkachse 15' t'zs Reglerhebels 15 stattfindenden Schwenkbewegungen kraftschlüssig über das Gestänge 17, 18, 19 auf die Steuerwelle 11 übertragen werden.

In einem Zustand, der einem außerordentlichen Betriebszustand der Einrichtung entspricht, wird durch Verschwenken des Exzenterhebels 29 das Zweiwegventil 28 in seine obere Stellung verschoben, so daß die Druckluft aus den Zylindern 22, 23 entweicht. Die beiden Kolben 24, 25 und damit die Achse 4 der dritten Gelenkstelle 3 werden aus ihrer starren Fixierung freigegeben. Nun können sich der kleine Kolben 25 und die Gelenkstelle 3 in Richtung der Kolbenstange 20 frei bewegen so daß die Schwenkbewegungen des ReglerheDels 15 nicht mehr kraftschlüssig auf die Steuerwelle 11 übertragen werden. Dieser Zustand tri't dann auf, wenn ein vom Drehzahlregler 14 unabhängiger Regeleingriff vorgenommen werden soll. Durch einen solchen, zum Beispiel manuellen Eingriff über einen am vorderen Ende der Welle 11 angeordneten Schwenkhebei 38 kann jetzt die Steuerwelle 11 verdreht werden, so daß — unabhängig vom Drehzahlregler 14 — die geförderte Brennstoffmenge verändert und daiiv.t die Motordrehzahl nach Bedarf beeinflußt werden.

Bei der Ausführungsform nach der F i g. 2 liegt die

es zweite Gelenkstelle 1 in der Mitte des Waagebalkens 17. wogegen die dritte Gelenkstelle 3 am unteren Ende des Waagebalkens 17 angeschlossen ist. Die Wirkungsweise dieser Ausführungsfonn entspricht derjenigen, wie sie

für die Ausführungsform nach F i g. 1 beschrieben worden ist.

Die Einrichtung ist auch für Brennstoffeinspritzpumpen mit Ventilsteuerung anwendbar. Der Doppelzylinder 21 ist bei beiden Ausführungsformen der Erfindung 5 stationär angeordnet und ebenso die Anschlüsse der
starren Rohrleitungen 26, 26' sowie der Druckluftleitung 27. Damit ist die Störanfälligkeit der Einrichtung
erheblich reduziert. Die zusätzliche Masse kann wegen
der Rotationsbewegung des Waagebalkens sehr klein io gehalten werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnunsen

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Claims

Patentansprüche:

1. Brennstoff-Regeleinrichtung für einen Dieselmotor, mit einer Brennstoffeinspritzpumpe, einer Steuerwelle zum Steuern der Einspritzmenge der Brennstoffeinspritzpumpe und einem einen Reglerhebel aufweisenden Drehzahlregler, wobei der Reglerhebel über ein mehrteiliges Gestänge mit einem Hebelarm der Steuerwelle gelenkig verbunden ist und wobei ein Betätigungsorgan vorgesehen ist, das im Normalbetrieb des Dieselmotors zur Übertragung des Einflusses des Drehzahlreglers auf die Steuerwelle die Gestängeteile kraftschlüssig miteinander verbindet und bei einem außerordentlichen Betriebszustand diese Verbindung aufhebt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (17,18,19) einen Waagebalken (17) mit drei Gelenkstellen (1,2,3) aufweist, von denen die erste Geienkstelle (1) miidem am Reglerhebel (15) angeschlossenen Gestängetei! sev/ie die zweite Gelenkstein (2) mit dem am Hebelarm (16) der Steuerwelle (11) angeschlossenen Gestängeteil verbunden sind und die dritte Gelenkstelle (3) mit dem Betätigungsorgan, das stationär angeordnet ist, in Wirkungsverbindung steht, wobei zur kraftschlüssigen Verbindung der Gestängeteile die Achse (4) der dritten Gelenkstelle (3) starr fixiert wird, wogegen diese starre Fixierung bei einem außerordentlichen Betriebszustand aufhebbar ist.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Gelenkstelle (3) am Waagebalken (17) zwischen den beiden anderen Gelenkstellen (1,2) liegt (Fig. 1).

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Gelenkstein (3) am der erster Gelenkstelle (1) gegenüberliegenden Ende des Waagebalkens (17) liegt (F i g. 2).

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, mit einem von einem Druckmedium beaufschlagbaren, zwei in Tandem angeordnete Kolben aufweisenden Doppelzylinder als Betätigungsorgan, die im vom Druckmedium unbeaufschlagten Zustand der Zylinder beweglich sind und damit die kraftschlüssige Verbindung der Gestängeteile freigeben, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zylinder (22, 23) gegeneinander offen sind und voneinander verschieden große Bohrungsdurchmesser aufweisen, wobei die dritte Gelenkstelle (3) des Waagebalkens (17) an die Kolbenstange (20) des kleineren Kolbens (25) angelenkt ist, und daß im mit Druckmedium beaufschlagten Zustand der beiden Zylinder (22, 23) der größere Kolben (24) gegen einen als Schulter (37) ausgebildeten Anschlag im Doppelzylinder und der kleinere Kolben (25) gegen den größeren Kolben (24) gedrückt wird, was der starren Fixierung der Achse (4) der dritten Gelenkstelle (3) entspricht.

5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des kleineren Kolbens (25) größer ist als der Hub des größeren Kolbens (24).