DE551405C

DE551405C - Brennstoffregelung fuer eine Brennkraftmaschine, die einen Aufladeverdichter und eine die Brennstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine entsprechend der Verdichterleistung regelnde Einrichtung besitzt

Info

Publication number: DE551405C
Application number: DEB131187D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-04-30
Filing date: 1927-04-30
Publication date: 1932-06-02
Also published as: GB270326A; CH122430A; DK40031C; AT112865B

Description

Die Erfindung besteht in einer Vorrichtung, mittels welcher die Brennstofförderung in eine Brennkraftmaschine, welche ihre Verbrennungsluft, wenigstens zeitweise, in verdichtetem Zustand erhält, durch den Betriebszustand des Aufladeverdichters beeinflußt wird. Der Aufladeverdichter kann durch die Brennkraftmaschine selbst oder ein anderes Mittel angetrieben werden. Außer der die Verdichterleistung regelnden Einrichtung ist noch eine zweite Regelung vorhanden, welche für jeden Betriebszustand des Aufladeverdichters eine Brennstoffmenge bis zu einer bestimmten Höchstmenge einstellen läßt, wobei diese letztere Vorrichtung entsprechend jeder Änderung des Betriebszustandes des Aufladeverdichters zusätzlich von Hand verstellt werden kann. Wird der Aufladeluftverdichter allein oder mit einer Abgas- oder Abdampfturbine zusammen noch von einem Elektromotor angetrieben, so kann die Vorrichtung auch auf die Stromzufuhr zum Elektromotor wirken.

Mit dieser Vorrichtung soll beispielsweise vermieden werden, daß bei schwacher Luftförderung in die Brennkraftmaschine mehr Brennstoff in dieselbe eingeführt wird, als dort verbrennen oder ohne Gefährdung der Maschine verbrennen kann. Die Verminderung der Luftförderung kann absichtlich oder unabsichtlich erfolgen, z. B. durch Abschalten der Zuleitung zur Gasturbine, durch Abschalten des Elektromotors usw.

In der beiliegenden Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen-Standes schematisch dargestellt, wobei sich die Ausführungen nicht auf diese zu beschränken brauchen, sondern die Kolben, die auf die Gas- und Federdrücke wirken, auch durch druckempfindliche Membranen ersetzt werden können u. dgl.

Fig. ι stellt die Anordnung einer Verbundbrennkraftmaschine dar, auf welche sich die Erfindung bezieht. Fig. 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8 zeigen einige Ausführungsarten. Die Fig. 5 und 6 stellen die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform, aber in anderer Stellung dar.

In Fig. ι ist 1 eine Brennkraftmaschine mit den Verbrennungszylindern 2, 3, 4, 5 und 6. Diese treibt einen Elektrogenerator 7 an. ^⁰ 8 ist der Regler der Brennkraftmaschine, mittels welchem die Fördermenge der Brennstoffpumpe 9 dem Betriebszustand der Maschine entsprechend eingestellt wird. 10 ist ein Aufladeluftverdichter. Derselbe werde durch eine Abgasturbine 11 angetrieben. Diese erhält ihre Abgase durch die Leitungen 12 von der Brennkraftmaschine. Von diesen

zweigt eine Leitung 13 ab, mittels welcher die Abgase bei Öffnung des Organs 14 in die Atmosphäre geleitet werden. Die Aufladeluft gelangt vom Aufladeluftverdichter durch die Leitung 15 in die Brennkraftmaschine. Sie kann aber auch z. B. beim Anlassen oder bei kleiner Belastung der Maschine durch Öffnen des Organs 16 der Atmosphäre entnommen werden. In Fig. 1 ist noch ein Elektromotor 17 dargestellt, der ebenfalls auf die Aufladeverdichterwelle treibt. Damit die Förderung der Brennstoffpumpe 9 vom Betriebszustand des Aufladeverdichters abhängig ist, führen Leitungen 18 bzw. 19 von der Aufladeluft bzw. Abgasleitung 15 bzw. 12 zu dieser Pumpe.

Wie nun eine Vorrichtung nach dem Erfindungsgegenstand im näheren aussieht, zeigt Fig. 2. Die Brennkraftmaschine 1 besitzt eine Brennstoffpumpe 9 mit Antriebsexzenter 20, Schubstange 21 und Kolben 22. 23 ist das Druck- und 24 das Saugventil. 25 ist die zu den Verbrennungszylindern führende Brennstoffdruckleitung. Die Regelung der Pumpe erfolgt durch den Regler 8, ein um die Steuerwelle 26 drehbares Exzenter 27 und den Regelkolben 28. Wie dies bei Dieselmaschinen vielfach üblich ist, erfolgt die Regelung der Brennstoffmenge z. B. durch f rüheres oder späteres Schließen des Saugventils 24 durch den Hebel 29, der auf einer Achse 30 drehbar gelagert ist. 31 ist die Saugleitung zur Pumpe 9, welche durch ein Organ 32 abgeschlossen werden kann. Die die Erfindung bildende Vorrichtung besteht nun in einem Zylinder 33, in dessen oberen Teil die Leitung 18 mündet. Diese steht mit irgendeiner Druckstufe des Aufladegebläses 10 oder mit der Leitung 15 in Verbindung. In dem Zylinder 33 bewegt sich ein Kolben 34, dessen Kolbenstange 35 mittels des Gestänges 36 auf die Stellung des Drehpunktes des Hebels 29 einwirkt. Die Hebelachse 30 ist exzentrisch gelagert, so daß durch Verdrehen derselben die Lage des Hebels 29 verstellt wird. Damit kann, wie bekannt, das Saugventil 24, ganz unabhängig vom Regler 8, früher oder später geschlossen werden, wodurch weniger oder mehr Brennstoff in die Leitung 25 gefördert wird. Unter dem Kolben 34 wirkt nun eine Feder 37, welche denselben, sofern von oben der für die eingestellte Brennstoffüllung richtige Aufladedruck in der Leitung 18 herrscht, in der gezeichneten Stellung hält. Sinkt der Aufladedruck, so sinkt auch der Druck über dem Kolben 34, derselbe geht nach oben und verringert durch Drehen der Achse 30 den Nutzhub der Brennstoffpumpe, indem das Saugventil 24 später als vorher geschlossen wird. Der Kolben 34 kann auch mit einer Vorrichtung 38 versehen sein, mit welcher er von Hand verstellt werden kann. Diese Vorrichtung 38 kann aus einem Handrad bestehen, welches auf der mit Gewinde versehenen Stange 35 des Kolbens 34 drehbar angeordnet ist. Der Kolben 34 kann bei Rechtsgewinde durch Rechtsdrehen des Handrades '38 nach unten gezogen werden. Dadurch kann "die Brennstoffpumpe auch auf volle Füllung eingestellt werden, auch wenn der volle Aufladedruck über dem Kolben 34 sich noch nicht ganz eingestellt hat. Wird das Handrad 38 nach links gedreht, so kommt dasselbe vom Deckel des Zylinders 33 frei, und der Kolben 34 kann sich unter dem Einfluß des Aufladedruckes und der Feder 37 wieder frei einstellen. Die untere Seite des Zylinders 33 kann auch durch die Leitung 19 an die Druckleitung oder eine Druckstufe der Abgasturbine angeschlossen sein. Hierdurch wird es möglich, den Kolben 34 bei einer bestimmten Aufladespannung und einem bestimmten Abgasdruck in eine bestimmte Lage zu bringen, wobei dann ■ die Achse 30 so eingestellt wird, daß bei dem gegebenen Betriebszustand des Aufladegebäudes eine zweckmäßige Brennstoffüllung in die Brennkraftmaschine erfolgt. Dadurch erzielt man den weiteren Vorteil, daß bei starkem, z. B. übermäßigem Steigen des Druckes in der Turbine und deren Zuleitungen die Brennstoffüllung durch Hochgehen des Kolbens 34 verringert bzw. ganz abgestellt wird. Bei hohem Aufladedruck wird hingegen der Kolben 34 mehr nach unten gedrückt, wodurch die Füllung der Brennstoffpumpe vergrößert wird. Mit der Vorrichtung entsprechend Fig. 2 findet also· eine stufenweise Anpassung der Brennstofförderung an den Betriebszustand des Aufladeverdichters statt; mit abnehmendem Aufladedruck wird die geförderte Brennstoffmenge verkleinert, mit zunehmendem vergrößert, bei übermäßigem Druck in der Turbine hingegen verkleinert. Durch richtige Bemessung der Feder 37 kann 10g auch bei nicht stark verschiedenem Abgas- und Aufladedruck die richtige Einstellung des Kolbens 34 herbeigeführt werden.

In der Fig. 3 ist eine Vorrichtung dargestellt, mit welcher eine Ausschaltung der Brennstofförderung bezweckt wird. Sie wirkt auf eine ähnliche wie in Fig. 2 dargestellte Pumpe 9. Die Einstellung des Kolbens 34 wird aber mittels der Stange 35 auf den Hebel 39 übertragen. Dieser stößt bei einer Linksdrehung gegen den Hebel 29 und öffnet damit das Saugventil 24, so daß die Pumpenförderung gedrosselt oder ganz unterbrochen wird. Dies erfolgt, wenn der Druck in der Leitung 18 unter den zulässigen Wert sinkt, oder kann auch, erfolgen, wenn der Druck in der Leitung 19 zu hoch ist. Mit der Vorrich-

tang 38 kann auch ein Öffnen des Ventils 24 von Hand erfolgen. Es ist auch noch eine Handeinstellvorrichtung 40, 41 vorhanden, mittels welcher die Brennstofförderung un-

S abhängig von der Vorrichtung 33, 34 und 35 verändert werden kann. Eine solche Ausbildung ist namentlich bei Fahrzeugmaschinen zweckmäßig.

In den Fig. 4, 5 und 6 ist eine Ausführungsform dargestellt, mit welcher die Brennstoffzufuhr zur Pumpe 9 durch Schließen der Saugleitung 31 dieser Pumpe abgestellt wird. Die Brennstoffpumpe 9 arbeitet mit veränderlichem Hub des Kolbens 22 entsprechend der Hubhöhe des schiefen Nockens 20. Dieser werde je nach der Stellung des Reglers 8 auf der Steuerwelle 26 verschoben. Sinkt der Aufladedruck, so steigt der Kolben 34, und ■das Organ 42 wird geschlossen, so daß die Brennstoffzufuhr unterbrochen ist, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Steigt der Aufladedruck übermäßig, mehr als für die Maschine zulässig ist, so wird der Kolben 34 entgegen der Wirkung der Feder 37 nach unten gestoßen, und es kann, wie in Fig. 5 dargestellt, das übertragungsgestänge 35, 36 so ausgebildet sein, daß das Organ 42 ebenfalls geschlossen wird. Ist hingegen der Aufladedruck richtig, so steht der Kolben in einer Mittellage und hält den Hahn 42 offen, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. In den Zylindern 33 kann auch z. B. von unten der Druck vor oder in der Turbine durch die Leitung 19 wirken, so daß bei gleichzeitigem Steigen (z. B. beim Anlaßvorgang) bzw. gleichzeitigem Fallen

(z. B. beim Abstellvorgang) des Auflade- und des Abgasdruckes kein Schließen der Leitung 31 erfolgt, wie in Fig. 6 gezeigt.

Die Vorrichtung kann auch bei Maschinen mit Handregelung der Brennstoffzufuhr angewandt werden. Eine solche Ausführungsform zeigt Fig. 7. 40, 41 ist die Handregelvorrichtung der Brennstoffpumpe 9. Durch Verdrehen des Hebels 40 in Richtung des Segments 43 wird die Brennstoffmenge eingestellt. Die Vorrichtung 33, 34, 35, 36, 37 kann nun derart auf einen Hebel 44 wirken, daß es unmöglich wird, den Hebel 40 über eine bestimmte Stellung weiter nach rechts zu drehen. Dies um so weniger, je mehr der Kolben 34 sich links im Zylinder 33 befindet. Hierdurch wird die Fördermenge vermindert. Sinkt z. B. der Aufladedruck, so bewegt sich der Kolben 34 nach links, womit der Hebel 44 sich ebenfalls nach links dreht und den Hebel 40 in eine andere, einer kleineren Brennstoffzufuhr zur Maschine entsprechende Stellung bringt. Steigt der Aufladedruck, d. h. ist eine größere Brennstoffzufuhr zulässig, so bewegt sich der Kolben 34 und mit ihm der Hebel 44 nach rechts, und es kann eine Drehung des Hebels 40, d. h. für vermehrte Brennstoffzufuhr, stattfinden. Es handelt sich also hier nicht um eine selbsttätige Einstellung der Brennstofförderung, sondern es wird mit dieser Vorrichtung nach Fig. 7 die Möglichkeit gegeben, die Brennstofförderung von Hand nur so einzustellen, wie dies dem herrschenden Aufladedruck entsprechend zulässig ist. Zur Verstellung des Kolbens 34 von Hand kann eine Handverstellvorrichtung vorgesehen sein, die z. B., wie in Fig. 7 gezeichnet, aus einem Handgriff 38 auf der Kolbenstange 35 bestehen kann.

Bei elektrischem Antrieb des Aufladegebläses kann die Vorrichtung nach Fig. 8 ausgebildet sein. Sie wirkt in diesem Fall auf den Hebel 45 der elektrischen Schaltvorrichtung mit den stromführenden Leitungen 47 und 48. Bewegt sich der Kolben 34 nach rechts, so dreht er den Hebel 46 ebenfalls nach rechts, und eine an seiner Nabe befindliche Nase 49 stößt bei einer gewissen Stellung an eine Nase 50, die sich am Hebel 45 befindet und dreht den letzteren nach links, so daß z. B. der Strom teilweise oder ganz ausgeschaltet wird. Die Vorrichtung nach Fig. 8 erlaubt deshalb außer der Beeinflussung der Brennstoffmenge der Brennkraftmaschine auch die Stromzufuhr zu einem den Aufladeverdichter antreibenden Elektromotor zu verändern. Die Beeinflussung der Brennstoffmenge kann auf beliebige Weise geschehen, z. B. so wie in Fig. 7 beschrieben.

Statt als Regel- bzw. Abstellvorrichtung, wie in den Fig. 2 bzw. 3 bis 6 dargestellt, kann die Vorrichtung 33, 34 und 35 auch als bloße Sicherheitsvorrichtung ausgebildet sein. Sie kann dann so ausgebildet sein, daß bei zu tiefem Aufladedruck es unmöglich ist, die Brennstoffüllung über ein gewisses Maß hinaus einzustellen, oder daß diese Vorrichtung· bei zurückgehendem Aufladedruck die Einstellvorrichtung· auf eine kleinere Füllung einstellt. Bei elektrischem Antrieb des Aufladegebläses kann durch die Vorrichtung 33, 34 und 35 die Erregung, die Stromzufuhr geändert oder auf den Widerstand des Elektromotors eingewirkt werden.

Bei Motoren, weiche mit Vergaser arbeiten, wird die Einwirkung der Vorrichtung 33, 34 und 35 auf die Brennstoffzufuhr zum Vergaser oder die Gemischzufuhr zur Brennkraftmaschine verlegt.

Claims

Patentansprüche:

i. Brennstoff regelung für eine Brennkraftmaschine (1), die einen Aufladeverdichter und eine die Brennstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine entsprechend der Verdichterleistung regelnde Einrichtung besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß

außer dieser Regelung noch eine zweite Regelungsvorrichtung vorhanden ist, welche für jeden Betriebszustand des Aufladeverdichters (io) 'eine Brennstoff menge bis zu einer bestimmten Höchstmenge einstellen läßt, und daß diese letztere Vorrichtung (33 bis 36) entsprechend jeder Änderung des'Betriebszustandes des Aufladeverdichters (10) zusätzlich von Hand (38) verstellt werden kann.
2. Brennstoffregelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zweite Vorrichtung· (33 bis 36) vermittels eines federbelasteten Kolbens (34)) ^auf den sowohl der Abgas- (19) als der Aufladedruck (18) wirken, bei kleiner Leistungsaufnahme des Aufladeverdichters (10) das Saugventil (24) der Brennstoffpumpe (9) angehoben und dadurch die Brennstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine (1) abgestellt wird.
3. Brennstoffregelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zweite Vorrichtung (33 bis 36) vermittels eines federbelasteten Kolbens (34), auf den sowohl der Abgas- (19) als der Ladedruck (18) wirken, bei anormaler Leistungsaufnahme des Aufladeverdichters (10) ein Ventil (42) in der Brennstoff zuleitung (31) geschlossen und dadurch die Brennstoffzufuhr zur Brennstoffpumpe (9) der Brennkraftmaschine (1) abgestellt wird.
4. Brennstoffregelungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zweite Vorrichtung- (33 bis 36) vermittels eines federbelasteten Kolbens (34), der unter dem Druck der im Verdichter (10) verdichteten Aufladeluft steht, die Brennstoffriegelungsvorrichtung (23 bis 29) der Brennkraftmaschine (1) eingestellt wird.
5. Brennstoffregelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch, die zweite Vorrichtung (33 bis 36) vermittele eines federbelasteten Kolbens (34), der unter dem Druck der Gase vor oder in der Abgasturbine (11) steht, welche den Verdichter (10) antreibt, die Brennstoffregerung (23 bis 29) der Brennkraftmaschine (1) betätigt wird.
6. Brennstoff regelungsvorrichtung nach Anspruch 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zweite Vorrichtung (33 bis 36) ein federbelasteter KoI-ben (34), der einerseits durch den im Aufladeverdichter (10) erzeugten Aufladedruck und anderseits durch den Druck vor oder in der den Verdichter antreibenden Abgasturbine (11) belastet wird, die BrennstofEregielung (23 bis 29) der Brennkraftmaschine (1) betätigt.
7. Brennstoffregelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der federbelastete Kolben (34) von Hand verstellt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen