DE513554C - Hydraulische Steuerung fuer mehrzylindrige Brennkraftmaschinen, insbesondere fuer Dieselmaschinen - Google Patents

Description

• Hydraulische Steuerung für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen, insbesondere für Dieselmaschinen Gegenstand der Erfindung ist eine hydraulische Steuerung für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen, insbesondere für Dieselmaschinen, bei welcher eine von den Motorzylindern völlig unabhängige, für sämtliche Motorzylinder wirksame Zentrale (je eine Pumpe, gemeinsame Pumpe mit Verteiler) für die Druckflüssigkeit vorhanden ist, die durch die Steuerung der Maschine in Tätigkeit gesetzt wird. Eine der Motorzylinderanzahl entsprechende Anzahl von durch diese Zentrale speisbaren Druckmittelleitungen ist gemäß der Erfindung so mit den Motorzylindern verbunden, daß jede dieser Druckmittelleitungen bei gewissen Motorzylindern so an die Zylindersteuerungsteile,nämlich an das Einlaß- und Auslaßventil und an die Brennstoffpumpe angeschlossen ist, claß jede einzelne Leitung zur Erzeugung einer Gruppe von zeitlich zusammenfallenden Steuerungsvorgängen bei den verschiedenen Zylindern dient. Beispielsweise wird durch eine der Druckmittelleitungen bei einem der Zylinder das Einlaßventil geöffnet, zugleich bei einem anderen Zylinder die Brennstoffpumpe in Betrieb gesetzt und zugleich bei einem dritten Zylinder das Auslaßventil geöffnet.
• Bei einer bekannten, aber durch den Druck der Abgase wirksamen Steuerung treibt jeder der Zylinder in Nacheinanderfolge die Ventile des eigenen und der übrigen Zylinder durch den Druck der Abgase. Bei der hydraulischen Steuerung nach vorliegentder Erfindung sind aber die Zylinder an dem Betrieb ihrer Steuerungsteile völlig unbeteiligt. Ferner wird bei dieser hydraulischen Steuerung der Energieverlust vermieden, der bei der bekannten, durch. Abgase betriebenen Steuerung entsteht. Die hydraulische Steuerung nach der Erfindung zeichnet sich durch erhebliche Vereinfachung, bessere Betriebssicherheit und leichtere .Anlaßmöglichkeit aus.
• Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Abb. i ist ein Schema einer vierzylindrigen Dieselinaschine mit der neuen Steuerung. Abb. z ist ein Schnitt durch die Brennstoffpumpe und Abb. 3 ein Schnitt durch einen Ventilkopf.
• Wie aus Abb. i hervorgeht, weisen die Zylinder Z1, Z2, Z3, Z4 Einlaßventile El, E2, ES, E4, Brennstoffpumpen B1, B2, B3, B4 und Auslaßventile Ar, A2, As, A4 auf. Zur Druckmittelsteuerung dieser Teile dienen Leitungen L1, L2, L3, L4, die in dem gezeichneten Beispiel durch mittels Nocken N, N2, N3, N4 von der Kurbelwelle K durch Zahnräder R1, R; angetriebene Pumpen P, P2, P3, P4 gespeist werden. An Stelle der Pumpen P, bis P4 könnte auch eine einzige vorgesehen sein, die über einen besonders gesteuerten Verteiler ihr Druckmittel wechselweise in die Leitungen L, bis L4 entläßt.
• Bei dem gezeichneten Beispiel einer vierzylindrigen Dieselmaschine gehen bekanntlich die einzelnen Steuervorgänge gruppenweise vor sich. Wenn der Zylinder Z, ansaugt, komprimiert Z., verbrennt Z3 und pufft aus Z4. Diese Vorgänge werden mittels der Druckmittelleitung L1 gesteuert, die, wenn sie mit Druckmittel gespeist wird, das Einlaßventil E1 öffnet, die Brennstoffpumpe B, in Betrieb setzt und das Auslaßventil A,, öffnet. In entsprechender Weise bedient die Leitung L2 die Brennstoffpumpe B., das Auslaßventil Aa und das Einlaßventil E." die Leitung L3 die Brennstoffpumpe B1, das Auslaßventil A= und das Einlaßventil E3 und die Leitung L4 das Auslaßventil A, das Einlaßventil E2 und die Brennstoffpumpe B.,.
• Da zur Bedienung dieser einzelnen Steuervorgänge an sich verschiedene Drücke vorteilhaft wären, andererseits aber bei der vorgeschlagenen gruppenweisen Steuerung der Druck innerhalb jeder Gruppe konstant ist, können bei Bedarf in den von den Leitungen L, bis L4 nach den Steuerungsorganen führenden Zweigleitungen besondere Einrichtungen vorgesehen sein, um, beispielsweise durch geeignete Drosselung, den vielleicht etwas zu hohen Steuerungsdruck zu verringern. Demselben Zweck der Anpassung an den vorhandenen Steuerdruck dient die in Abb.2 dargestellte Ausbildungsweise der Brennstoffpumpe, die gestattet, mit einem verhältnismäßig geringen Steuerdruck einen gegenüber diesem stark erhöhten Brennstoffdruck in der Brennstoffleitung zu erzeugen, so daß der Steuerdruck einen mittleren Wert haben kann. In ähnlicher Weise gestattet die Ausbildung des Ventilkopfes nach Abb.3, edlen an sich für die Bedienung des Ventils zu großen Steuerdruck unschädlich zu machen.
• Bei der Brennstoffpumpe nach Abb.2 ist die Druckmittelleitung an die untere Öffnung i eines. Zylinders 2 angeschlossen, @derart, daß der Druck des Druckmittels gegen die untere Stirnfläche eines in diesem Zylin-@der 2 beweglichen Kolbens 3 so lange wirkt, bis dieser die Öffnung .4 einer Rückführleitung 5 freigegeben hat. Der Kolben 3 steht in starrer Verbindung mit einem gleichachsigen Kolben 6 kleineren Durchmessers, der sich in einem Zylinder 7 bewegt. Der Raum 8 zwischen den beiden Kolben 3 und 6, also die Verbindungsstelle der beiden Zylinder 2 und 7, bildet den Druckraum der Pumpe, der durch den Kanal 9 einerseits mit der Kammer des überströmventUs zo und andererseits mit der Kammer des Druckventils i i in Verbindung steht. Das Überströmventil io kann durch einen sich gegen es legenden Stempel 12 geregelt werden, gegen dessen oberes Ende 13 der eine Arm eines bei 1d. drehbar gelagerten und durch die Bewegung des Kolbens 6 beeinflußten Hebels 15 legt.
• Die beiden Kolben 3 und 6 arbeiten nach Art eines Differentialkolbens, Zeas zunächst den Vorteil hat, daß als wirksame Kolbenfläche nur die Differenz der beiden Kolbenflächen zu betrachten ist, die also an die Stelle eines einzigen kleinen, wesentlich schwerer als die beiden großen Kolben abzudichtenden Kolbens tritt. Außerdem wird der niedrige Steuerdruck in der bei i an den Zylinder :2 angeschlossenen Leitung in einfachster Weise auf den hohen, durch die Pumpe zu erzeugenden Brennstoffdruck übersetzt. Beträgt z. B. die Querschnittsfläche des Kolbens 3 das .Sechsfache der Querschnittsfläche des Kolbens 6, so kann mit einem Steuerdruck von 5o Attn. ein Brennstoffdruck von 3oo Atm. erzeugt werden.
• Bei dem Ventilkopf nach Abb. 3 muß die Ventilspindel 2o gegen den Druck der Spiralfeder 21 geöffnet werden. Sie trägt zu diesem Zweck einen Kolben 22, der sich in einem Zylinder 23 bewegt. Dieser Zylinder ist ausgebildet als eine Buchse, die in den Ventilkopf 24 eingesetzt ist und an ihrem oberen Abschluß 25 den Anschlußstutzen 26 der Druckmittelleitung trägt. Eine Stopfbuchse, bestehend aus den Teilen 27 und 28, dichtet die Spindel 2o und damit den Zylinder 23 ab. Letzterer weist an seiner Wandung öffnungen 29 auf, die nach einen Ringraum 30 führen. Letzterer steht sn Verbindung mit einer Rückführleitung 31. Sobald die Oberkante des Kolbens 22 bei der Ventilbedienung die Kanäle 29 freigibt, kann das durch 26 eingeführte Druckmittel in die Rückführleitung 31 abströmen. Man ist also in der Lage, .die zugeführte Druckmittelmenge überzubemessen, ohne dadurch einen unzulässigen Druck auf den Kolben 22 auszuüben oder eine zu starke Bewegung desselben zu bewirken. Oberhalb des Kolbens 22 trägt die Ventilspindel 22 einen als Mutter ausgebildeten Kegel 32, der in eine entsprechende hohlkegelige Erweiterung 33 des Zylinderdeckels 25 eintreten kann und diese in der Ruhelage abschließt. Die beiden Kegel 31, 33 wirken als eine Flüssigkeitsbremse dann, wenn das Ventil in seine Schlußlage zurückgelangt. Es wird dadurch also ein zu starleer, durch die Feder 2z erzeugter Rückschlag vermieden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Hydraulische Steuerung für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen, insbesondere für Dieselmaschinen, bei welcher eine der Zylinderzahl entsprechende Reihe von mittels je einer Pumpe öder einer :gemeinsamen Pumpe mit Verteiler speisbaren Druckmittelleitungen vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelleitungen (L1 bis LJ an die einzelnen Steuerungsteile der Zylinder (Ein-und Auslaßventile, Brennstoffpumpen) derart angeschlossen sind, daß jede einzelne Leitung zur Erzeugung einer Gruppe von zeitlich zusammenfallenden Steuerungsvorgängen an den verschiedenen Zylindern dient.
2. 2. Steuerung nach Anspruch i für vierzylindrige Dieselmaschinen, gekennzeichnet durch vier Druckinittelleitungen (L1 bis L4), von denen die erste (L,) das Einlaßventil (E,) des ersten, die Brennstoffpumpe (B3) des dritten und das Auslaßventil (A.,) des vierten Zylinders bedient, die zweite (L2) die Brennstoffpumpe (BZ) des zweiten, das Auslaßventil (A3) des dritten und das Einlaßventil (E4) des vierten, die dritte (L,) die Brennstoffpumpe (B,) des ersten, das Auslaßventil (AJ des zweiten und das Einlaßventil (E3) des dritten und die vierte (L,) das Auslaßventil (Al) des ersten, das Einlaßventil (E;) des zweiten und die Brennstoffpumpe (B,) des vierten.
3. 3. Steuerung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum der Brennstoffpumpe an der Verbindungssteile zweier gleichachsiger Zylinder (2 und 7) verschiedener Durchmesser liegt, und die starr miteinander verbundenen Kolben (3 und 6) dieser Zylinder dadurch betrieben werden, daß das Druckmittel auf die äußere Stirnfläche des größeren Kolbens (3) zur Einwirkung gebracht wird.
4. 4.. Steuerung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Eröffnung der Ein- und Auslaßventile dienende Kolbenzylinder (22, 23) bei jedem Öffnungsvorgang mit einer sein Fassungsvermögen übertreffenden Druckmittelmenge gespeist wird und nach einer Rückleitung(3i) führendeZVandüffnungen(29) aufweist, die von dem Kolben (22) kurz vor oder bei Erreichung des Endes seines Eröffnungshubes freigegeben werden.
5. 5. Steuerung nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (22) einen Kegel (32) trägt, der in der Ruhelage die hohlkegelige Eintrittsöffnung (33) des Druckmittels in den Zylinder (23) abschließt und bei Rückkehr des Kolbens (22) in die Ruhelage als Flüssigkeitsbremse wirkt.