DE348556C - Vorrichtung zur Regelung von Einspritzverbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Regelung von Einspritzverbrennungskraftmasohinen, insbesondere solchen, bei denen die Zerstäubung des Arbeitsbrennstoffes durch eine Zündkammerwirkung, zweckmäßig in Zusammenhang mit einer Hilf »einspritzung, bewirkt wird. Der Antrieb der Brennstoffpumpe erfolgt hierbei durch schräge oder abgesetzte Nocken, die durch einen Druckkolben unter dem Einfluß des Reglers verstellt werden. Solche Verfahren verlangen besondere Nocken für das Anlassen und den Betrieb, da beim Anfahren neben der Beschleunigungsarbeit der Maschine auch die Anwärmung der Zündkainmer bewirkt werden muß. Von einer solchen Regelung muß also gefordert werden, daß die Maschine mit einfachen Mitteln in die verschiedenen Betriebszustände — Anlassen, Betrieb und Stillstand — gebracht werden kann. Hierbei muß beim Anlassen das Durchgehen der Maschine sicher verhindert werden und im Betriebe eine einwandfreie Regelung, zweckmäßig auch eine Tourenverstellung, möglich sein.

Bei der vorliegenden Erfindung werden diese Bedingungen in einfachster Weise erfüllt. Die Abb. 1 und 2 — letztere in größerem Maßstabe — zeigen beispielsweise die Ausführung des Erfindungsgedankens.

Die beiden Pumpendruckrollen α und b werden angetrieben durch die Nockenscheibe c, die ihrerseits kraftschlüssig bzw. zwangläufig bewegt wird. Zu diesem Zweck drückt auf die Reglerseite der Preßölkolben d gegen die Nockenscheibe e, wobei vom entgegengesetzten Wellenende her die kräftige Feder f das Gegenspiel hält. Das Drucköl wird dem feststehenden Preßölzylinder P ununterbrochen durch eine kleine Zahnradpumpe Z zugeführt und entweicht durch den Preßölkolben hindurch aus einem Ringkanal g·. Die Reglermuffe h umschließt letzteren als, Schieber und steuert den Austritt des Öles. Der Drosselquerschnitt zwischen Schieber und Ringkanal wird einerseits durch den Öldruck auf den Kolben und anderseits durch die Federkraft unverändert eingehalten, so daß die Nockenspindel unmittelbar der Muffe folgt. Der Regiert ist in diesem Falle in das Antriebsrad der Steuerwelle eingebaut und macht daher die Umdrehungen der Welle mit. Er wirkt unmittelbar auf die Muffe h, die ihrerseits den Plunger umschließt. Da letzterer von dem feststehenden Druckzylinder aus betätigt wird, so sind Plunger, Muffe und Regler gegenseitig in relativer Bewegung, so daß dauernd die ruhende Reibung überwunden wird. Anderseits ist die Muffe hydraulisch vollkommen entlastet. Der Regler arbeitet mithin spielend leicht. Um das Pendeln des Reglers, welches ein stoßweißes Verschieben des Plungers zur Folge haben würde, zu verhindern, erhält die Muffe gegenüber dem Plunger einen Dämpfungsanschlag¹, dessen Größe durch den Abschnitt K dargestellt ist. An Stelle dieser Dämpfung kann auch eine ölpufferwirkung treten (nicht dargestellt), indem die Muffe gegenüber dem Plunger absatzweise erweitert wird, wobei der von beiden umschlossene Stufenraum als Puffer wirkt.

Diese Ausbildung gestattet nun in jedem gewünschten Sinne von außen her in die Regelung einzugreifen. Zunächst in bezug auf die Betriebstourenverstellung. Die Reglerfeder I, die einerseits gegen die Muffe, zweckmäßig unter Zwischenschaltung eines Kugellagers, drückt, legt sich anderseits gegen die Mutter m, die den feststehenden Druckzylinder umfaßt. Diese Mutter kann während des ίο Betriebes durch das Schraubenrad η entweder von Hand oder elektrisch bewegt werden, wobei die Reglerfeder angespannt oder entspannt wird.

Weiterhin ermöglicht die Betätigung des Preßölkolbens, von. dem feststehenden Zylinder aus, die Maschine durch einfachen Handgriff in die verschiedenen Betätigungsarten — Anlassen, Betrieb und Stillstand — zu bringen, indem die Nockenwelle gleichzeitig mit dem An- und Abstellen des Preßöles entweder für einen bestimmten Reglerbereich freigegeben oder durch Anschläge in bestimmten Stellungen festgehalten wird. Dies soll für die einzelnen Betätigungsarten näher dargestellt werden.

i. Für die eigentliche Betriebsregelung. Zu dieser ist die -Nockenwelle bzw", der Plunger-mit der Reglermuffe hydraulisch gekuppelt. Hierbei bestimmt die Muffe den Regelbereich, indem sie sich bei höchster Belastung (wie in Abb. 1 dargestellt) gegen den Wellenstumpf und bei geringster Belastung gegen den Preßökylinder legt. Die Strecke χ in Abb. 1 bezeichnet den Ausschlag der Muffe und zeigt den Nockenabsohnitt, der im Betriebe zum Eingriff kommen kann. Für solche Einspritzverfahren ist es wichtig, daß auch in der Leerlauf stellung die Pumpen eine geringe öimenge fördern, um die Temperatüren in der Maschine zu erhalten. Diese Grenzstellung wird durch den Regelbereich der Muffe zwangläufig vorgeschrieben. ■ 2. Für die Ruhestellung der Maschine.

Um diesen Zustand herbeizuführen, wird die' Ölzuführung unterbrochen und die Nokkenwelle in der Ruhestellung R festgehalten. Zu diesem Zweck befindet sich im Preßöl- ί zylinder ein Umschalthahn 0, der in der Ruhe- j Stellung das Preßöl durch die Bohrung/' ' (Abb. 2) unmittelbar in das Gehäuse ableitet, \ so daß die Feder/ die Nockenwelle in die Ruhestellung drücken kann. Diese Ruhestel- ! lung ist dadurch gegeben, daß sich der I Höcker am Plungerende gegen den Finger q I des Umschalthahnes legt. Die Linien stellt j die Wegstrecke dar, den die Nockenwelle von der dargestellten höchsten Belastung bis zur Ruhestellung zurückzulegen hat.

3. Für die Anlaßstellung der Maschine. Bei dieser wird der Umsdhalthahn, dessen Achse exzentrisch zur Steuerwelle liegt, so weit herumgelegt, daß einmal das Preßöl durch die Bohrung r (Abb. 2) unmittelbar in das Gehäuse entweichen kann und zweitens j der Finger q in. die punktierte Lage kommt. ; In dieser Stellung des Hahnes kommt also : die Feder f voll zur Geltung und drückt die Nockenscheibe in die Ankßstelkmg A. Die Linie Z gibt die Wegstrecke wieder, welche die Nockenscheibe von der dargestellten Volllaststelliung bis zur Anläßstellung zurückzulegen hat. In der Anlaßstellung kommen bei dem beispielsweise beschriebenen Arbeitsverfahren die Anlaßnocken zur Betätigung, wobei durch Voreinspritzungen der Pumpen die Betriebswärme in der Zündkammer erzeugt wird. Diese Nocken können also unabhängig von den Betriebsnocken ganz auf den besonderen Zweck hin durchgebildet werden.

Es ist nun außerordentlich wünschenswert, daß in der Anlaßzeit eine Regelung, mindestens eine Sicherheitsregelung, der Maschine stattfindet. Auch diese Bedingung erfüllt dieses Regelungsverfahrung in einwandfreier Weise. In Abb. 2 ist dieser besondere Regelungsvorgang dargestellt. Die Reglermuffe h liegt hierbei gegen den Wellenstumpf, so daß das öl durch die Bohrung r entweichen muß. In dieser Bohrung befindet sich nun ein Drosselwiderstand, etwa in Gestalt der Drosselschraube U₁ durch welche der Austritt des Öles auf einen bestimmten Widerstand eingestellt wird. Dieser wird nun für eine bestimmte untere Tourenzahl der Maschine so groß bemessen, daß der Öldruck auf dem Plunger der Gegenfeder / gerade das Gleichgewicht hält. Steigt nun die Tourenzahl der Maschine, so steigt in gleichem Verhältnis die geförderte Öimenge. In verstärktem Maße steigt noch der Drosseldruck entsprechend der Gleichung v² = 2 · gh. Daraus folgt also, daß schon bei geringer Tourensteigerung die Feder/ entsprechend der gewählten Proportionalität zusammengedrückt und damit die Nockenwelle verschoben wird. Da die Anlaßnocken entsprechend abgeschrägt sind, so wird bei Steigerung der Tourenzahl die Einspritzmenge des Brennstoffes, verringert und die Maschine mit der Belastung ins Gleichgewicht gebracht. Die Feder f kann mn so abgestimmt werden, daß ihre Proportionalität in einem gewünschten Verhältnis zu der Tourensteigerung bzw. dem Drosseldruck steht. Es läßt sich also durch richtige" Abstimmung dieser Verhältnisse jeder gewünschte Ungleichförmigkeitsgrad bei der Regelung erreichen. Da anderseits durch Verdrehen der Spindel u der Drosseldurchgang in weitere Grenzen eingestellt werden kann> so kann auch der Regelbereich; in gleicher .Weise

verlegt werden. . . .·

Voraussetzung für diese Anlaßregelung ist

natürlich, daß der Ringkanal g durch die Muffe h während dieser Zeit abgesperrt wird. Dies läßt sich auf dreierlei Weise erreichen: i. dadurch, diaß der Reglerbereich beim Anlassen unterhalb desjenigen beim Betrieb gehalten wird; denn in diesem Falle drückt die Reglerfeder I die Muffe gegen den Wellenstumpf; 2. dadurch, daß die Muffe in dieser Lage durch äußeren Eingriff festgehalten

ίο wird oder 3. dadurch, daß die Nockenscheibe bzw. der Plunger beim Anlassen genügend verschoben wird, so daß auch in der höchsten Muffenstellung die Ringkanäle g- nicht freigegeben werden.

Die Wirkungsweise ist nun die folgende:

Beim Anlassen wird der Hebel ν bzw. der

Hahn 0 in die Anlaß stellung gelegt und die Maschine in bekannter Weise durch einige Preßluftfüllungen in Gang gesetzt. Durch die Zündungen des eingespritzten Öles wird die Maschine dann selbsttätig weiter beschleunigt, bis Dross'eldruck und Federdruck in der beschriebenen Weise zum Einspielen kommen. Durch Einstellen der Drosselschraube ti kann hierbei der Tourenbereich beliebig verstellt werden. Sobald die Maschine auf die Betriebstemperaturen gebracht ist, wird der Hebel ν auf Betrieb umgelegt. Hierbei wird der Ölausgang durch den Hahn abgesperrt und Regler und Plunger hydraulisch gekuppelt. Der Regelbereich ist dann durch die Anschläge der Muffe vorgeschrieben. Der Tourenbereich kann hierbei jederzeit durch das Schneckenrad η verlegt werden·.

Beim Abstellen der Maschine wird der Hebel ν in die Ruhelage gebracht, bei der das öl durch den Hahn voll entweichen kann. Hierbei wird die Nockenscheibe bzw. der Plunger durch die Feder f gegen den Finger q gedruckt und somit in der Ruhestellung festgehalten.

Natürlich kann dieses Regelungsverfiahren auch für andere Nocken Verwendung finden. An Stelle der Brennstoffpumpe können z. B.

Preßluftsteuerungen, Einr oder Auslaßorgane usw. treten. Auch kann der Regler von außen etwa durch Hebelwirkung auf die Muffe wirken oder an Stelle des Reglers der Eingriff von Hand treten. Ferner können Betriebs- und Anlaßregelung miteinander vertauscht werden. Endlich kann die Gegendruckfeder f durch ein hydraulisches Druckmittel o. dgl. ersetzt werden oder der Umschalthahn quer zur Reglerachse gelegt werden.

Claims (6)

Patent-An Sprüche:

1. Vorrichtung zur Regelung von Einspritzverbrennungskraftmasohinen, bei der abgeschrägte oder abgesetzte Einspritznocken unter dem Einfluß eines Druckkolbens und einer Gegenkraft bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel einem feststehenden Zylinder (P) zugeführt wird, und zwar durch ₆g ein mit Anschlagknaggen (q) versehenes Umschaltorgan (0), welches beim Umlegen das Druckmittel umschaltet, wobei die Anschlagknaggen den Druckkolben (d) in bestimmter Lage festhalten bzw. den gewünschten Regelbereich für Anlassen, Betrieb und Stillstand begrenzen.

2. Ausführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Betrieb die Muffe (Ii) des Fliehkraftreglers (i) mit dem Druckkolben (d) hydraulisch gekuppelt ist, wobei der Regelbereich durch die Anschläge der Muffe begrenzt wird.

3. Ausführung nach Anspruch 1, da- g,, durch gekennzeichnet, daß beim Anlassen die Regelung unter Ausschaltung des Fliehkraftreglers durch die Gegenkraft und den Drosselwiderstand bewirkt wird, wobei die Einspritznocken (c) durch die entsprechende Lage der Knaggen freigegeben und in der Endstellung begrenzt werden.

4. Ausführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Stillsetzen _go der Maschine der Öldruck entspannt wird, so daß die Einspritznocken (c) durch die Gegenkraft in die Leerlauf stellung gedrückt werden, wobei der Druckkolben (cfj an dem entsprechenden Knaggen (q) anliegt.

5. Ausführung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reglermuffe gegenüber dem Druckkolben eine hydraulische oder mechanische Dämpfung besitzt.

6. Ausführung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (e) des Fliehkraftreglers sich gegen eine am feststehenden Druckzylinder angeordnete Muffe o. dgl. legt, so daß die Verstellung der Tourenzahl während des Betriebes möglich ist.

Hierzu r Blatt Zeichnungen.