DE4306811A1

DE4306811A1 - Control of diesel engine speed dependent upon oil viscosity - has centrifugal speed governing with regulator subjected to additional force provided by oil damper element

Info

Publication number: DE4306811A1
Application number: DE19934306811
Authority: DE
Inventors: Konrad Weigel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-03-05
Filing date: 1993-03-04
Publication date: 1993-09-09

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Ober begriff des Hauptanspruches und eine Vorrichtung zur Durch führung des Verfahrens.

Beispielsweise bei der Anwendung in Stationärmotoren ergibt sich die Notwendigkeit, die Einspritzmenge nach dem Starten des Motors so zu regeln, daß sich die Drehzahl des Motors bis zum Erreichen der Betriebstemperatur auf einem Niveau unterhalb der Nenndrehzahl bewegt. Wird ein Motor bereits im kalten Zustand auf hohe Drehzahlen gebracht, kommt es im allgemeinen zu erhöhten Verschleißerscheinungen. Dies wurde bisher üblicherweise mit Hilfe einer Thermostatregelung er reicht, bei der die Temperatur eines Betriebsmediums, zum Beispiel Schmieröl oder Kühlwasser, als Stellgröße verwendet wurde. Bei üblichen elektronischen Lösungen sind hierzu extra Temperaturaufnehmer und Stellmittel notwendig. Diese Regelung reagiert zwar sehr schnell, ist jedoch kompliziert und aufwendig. Weiterhin kommen auch mechanische Thermostate zur Anwendung, bei denen eine Temperaturänderung des Be triebsmediums direkt eine Stellkraft liefert. Da hier jedoch das entsprechende Stellglied erst die Temperatur des Betriebsmediums annehmen muß, sind diese Lösungen meist verhältnismäßig träge.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Steuerung so auszu gestalten, daß sie zum einen aus wenigen kostengünstigen Teilen besteht und zum anderen schnell und zuverlässig reagiert.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den kenn zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und eine Vorrich tung mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 2. Die Erfindung geht dabei von der Idee aus, den Parameter als Stellgröße zu verwenden, der tatsächlich für die Schäden verantwortlich ist, die sich bei zu schnellem Hochfahren des zu kalten Motors ergeben. Es ist seit langem bekannt, daß der Auslöser hierfür die Viskosität des Schmiermittels ist. Diese Viskosität soll dazu verwendet werden, die Posi tion des Stellgliedes entsprechend zu beeinflussen. Um dies zu erreichen, wird zwischen dem Ölkreislauf, an dem der Druck der Ölpumpe anliegt, und dem eigentlichen Stellglied eine Drosselstelle vorgesehen, an der sich der Druckabfall mit der Viskosität des Öles ändert. Vorzugsweise wird eine Begrenzungswand der Drosselstelle durch das Stellglied selbst gebildet. Geht man davon aus, daß es sich bei dem Stellglied um eine Kolbenzylindereinheit handelt, so kann die Drosselstelle beispielsweise durch einen Spalt zwischen Kolben und Zylinder gebildet werden. Die Eintrittsöffnung in den Spalt kann so gelegt werden, daß die Drosselstelle nur in bestimmten Positionen des Stellgliedes wirksam ist und bei der Endstellung des Kolbens die Eintrittsöffnung nicht mehr von diesem abgedeckt wird und somit auch keine Drosselstelle mehr besteht. Dadurch ergibt sich der zusätz liche Vorteil, daß bei einem plötzlichen Druckabfall, der zum Beispiel durch ein Leck in der Ölleitung vorkommen kann, das Öl aus der Kolbenzylindereinheit schnell entwei chen kann und die Drehzahl dadurch sofort wieder abgesenkt wird. Die Erfindung wird hier am Beispiel einer Brennkraft maschine erläutert, soll aber nicht darauf beschränkt sein, da viele weitere Anwendungsmöglichkeiten denkbar sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und werden im folgenden anhand eines Ausfüh rungsbeispiels und der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Regelung der Einspritzmenge bei einem Verbrennungsmotor,

Fig. 2 das Stellglied in seiner Endstellung und

Fig. 3 ein vergrößertes Detail des Stellgliedes aus Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein herkömmlicher Mechanismus zur Regelung der Enddrehzahl eines Dieselmotors dargestellt. Über die Reglerwelle 3, welche im Reglerrahmen 1 gelagert ist, wird eine Drehbewegung übertragen. Dadurch kommt es an den Fliehgewichten 4 zu Kräften, die in axialer Richtung auf eine Stellhülse 11 wirken. Diese leitet die Kräfte auf den Regelhebel 5 und damit auf die Regelstange 2 und die Regel feder 6. Das Regelverhalten und damit die Abregeldrehzahl werden also durch die Vorspannung der Regelfeder 6 bestimmt. Um dieses Regelverhalten während des Kaltlaufes nach der Startphase beeinflussen zu können, ist eine Kolben-Zylinder- Einheit 7, 9 vorgesehen. Die Vorspannung der Regelfeder 6 wird hier durch die Lage des Kolbens 7 im Zylinder 9 einge stellt. Beim Start befindet sich der Kolben 7 in der äußer sten linken Stellung (Fig. 1) und bewirkt damit eine ge ringe Vorspannung der Regelfeder 6 sowie eine niedrige Ab regeldrehzahl. Nach dem Start preßt der nun anliegende Druck (Pfeil A) Schmieröl/Kühlöl über den Drosselspalt 8 (Fig. 3) in die Kammer 12. Bedingt durch den geringen Dros selquerschnitt und abhängig von der Viskosität des Schmier öls wird der Kolben 7 mehr oder weniger langsam nach rechts verschoben. Sobald der Kolben 7 einen Teil seines Weges zu rückgelegt hat und dadurch den Ölzufluß (Pfeil A) nicht mehr drosselt, wird der restliche Kolbenweg in relativ kur zer Zeit zurückgelegt.

Dies hat zur Folge, daß der Motor nach dem Start mit einer niedrigen Drehzahl anläuft, danach die Drehzahl langsam steigert und dann nach ausreichender Warmlaufzeit schnell bis zur Nenndrehzahl hochläuft. Aufgrund des geringen Dros selquerschnitts erreicht der Kolben 7 bei niedriger Tempera tur wesentlich langsamer als bei betriebswarmem Motor seine Betriebsstellung (Fig. 2) und damit seine maximal zulässige Enddrehzahl.

Bei Abstellen des Motors geht der Kolben 7 durch die Kraft der Regelfeder 6 und den nachlassenden Öldruck wieder in seine Ausgangslage zurück. Hier wird ein weiterer Vorteil der Erfindung deutlich. Im Fall eines Öldruckausfalls regelt der Motor selbständig ab. Der Kolben 7 bewegt sich schnell in Richtung Ausgangsstellung zurück, bis der Dros selquerschnitt 8 wirksam wird. Dieser plötzliche Drehzahl abfall kann bei stationären Anlagen als Ausgangssignal für ein vollständiges Abschalten genutzt werden.

Durch Verstellen der Drehzahleinstellschraube 10 läßt sich die maximale Drehzahl begrenzen.

Die Vorrichtung und das Verfahren sind auch geeignet für einen kontinuierlichen Öldurchfluß dergestalt, daß das eingetretene Öl durch die Kolbenführungen entweichen kann. Voraussetzung ist, daß die durch die Führung auftretenden Leckagen kleiner sind als die durch die Druckquelle zu fließende Ölmenge. Die Bewegung des Kolbens bzw. seine Geschwindigkeit kann auch durch die Abstimmung dieser Quer schnitte (Kolbenleckage und Zulauf) beeinflußt werden.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung eines Stellgliedes insbesondere in einem Regelkreis, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied durch eine Flüssigkeit bewegt wird und die Stellgeschwindigkeit des Stellgliedes abhängig von der Viskosität dieser Flüssigkeit ist.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Flüssig keit zur Steuerung des Stellgliedes eine Druckquelle vor gesehen ist und sich zwischen Druckquelle und Stellglied eine Drosselstelle befindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Begrenzungswand der Drosselstelle durch das Stellglied selbst gebildet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle nur bei bestimmten Positionen des Stellgliedes wirksam ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied als Kolbenzylindereinheit ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle durch einen Spalt zwischen Kolben und Zylinderwand gebildet wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsflüssigkeit dem Kühl- oder Schmieröl einer Brennkraftmaschine entnommen wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelfeder an dem Kolben des Stellgliedes und an einer Einrichtung zur Regelung der Einspritzmenge be festigt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt in der Ruhestellung des Kolbens einen Zulauf für die Arbeitsflüssigkeit mit dem Arbeitsraum der Kolbenzylindereinheit verbindet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf direkt mit dem Arbeitsraum verbunden ist, wenn sich der Kolben in endgültiger Arbeitsstellung be findet.