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Regler für Einspritzbrennkraftmaschinen Die vorliegende Erfindung
betrifft einen Regler für Verbrennungsmotore, die mit Rohöl oder einem Destillat
betrieben werden und bei denen das Betriebsöl in die Motorzylinder des-Motors beeinflußt
werden, und die in besonddren Ölpumpe gepumpt wird, wie es z. B. bei Dieselmotoren
oder Glühkopfmotoreri der Fall ist:- Die Regler dieser Motoren dienen, wie bekannt,
dazu, die Brennstoffmengei die dem Motor zugeführt wird, zu regeln, wobei gleichzeitig
die Kraftleistung des Motors und die Umdrehungszahlen geregelt werden.
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Die bisher zu diesem Zweck angewandten Regler sind im allgemeinen
Zentrifugalregler, die Unmittelbar durch die Umdrehungszahl des Motors beeinflußt
werden und die in bekannter Weise auf die Hublänge der Ölpumpe einwirken oder sie
in bekannter Weise beeinflussen; so daß bei erhöhter Umdrehungszahl des Motors die
Brennstoffmenge verringert und bei sinkender Umdrehungszahl die Brennstöffmenge
entsprechend größer wird.
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Diese Regler haben meistens eine komplizierte Konstruktion, und ihre
Herstellung wird :demnach verhältnismäßig teuer. Im Betrieb der Motoren sind die
Regler stets in Tätigkeit und daher einer starken Ausnutzung ausgesetzt, welche
dazu führt, daß der Regler im allgemeinen lange vor dem Motor, auf den er montiert
ist, abgenutzt und unbrauchbar wird. Daher muß der Regler meistens ein oder mehrere
Male auf demselben Motor ausgewechselt werden.
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Ein solches Auswechseln von Motorreglern ist eine verhältnismäßig
umständliche Arbeit. Ist der Motor in ein Seefahrzeug eingebaut, so muß dieses in
vielen Fällen in die Werkstatt geführt werden, damit die Arbeit ausgeführt werden
kann. Auf alle Fälle -muß ein wesentlicher Teil des Motors in Verbindung mit dem
Auswechseln. ausgebaut werden.
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Der Regler verursacht infolgedessen verhältnismäßig große Sonderaufwendungen,
da: sowohl der Regler als auch sein Einbau teuer wird, besonders wenn man den Zeitverlust
beachtet, der jedesmal, wenn der Motor außer. Betrieb ist, entsteht.
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Gegenstand vorliegender Erfindung betrifft. einen Regler, dessen Fabrikation
billig ist und außerdem in der Praxis an beliebigen, Motoren mit Ölpumpe eingebaut
werden kann, ohne daß dazu der Motor oder Teile desselben ausgebaut zu werden brauchen,
da der neue Regler unmittelbar an der Ölpumpe selbst zwischen dem Ventilgehäuse
und dem von dem Ölbehälter zur Pumpe führenden Zu-. leitungsrohr angebracht wird,
indem er durch je eine ' Schraubverbindung einerseits an
der Einsaugseite
des genannten Ventilgehäuses und andererseits an dem ölzufuhrrohr angeschraubt wird.
Dieser Regler ist von äußeren Kräften, wie z. B. der Zentrifugalkraft eines Zentrifugalpendels
oder ähnlichen, nicht abhängig, da die Saugwirkung der Brennölpumpe und die Strömung
des Öls durch die Reglereinrichtung als regelnde Kraft in dem Regler ausgenutzt
wird, indem eine sehr einfache Einrichtung im Regler angeordnet ist, die wie folgt
näher beschrieben wird.
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Der Regler ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsformen beispielsweise
dargestellt: Abb. i zeigt einen Vertikalschnitt durch die Ölpumpe mit angebautem
Regler in einer Ausführungsform, Abb. 2 einen zu dem Schnitt nach Abb. i senkrechten
Vertikalschnitt durch den untersten Teil des Reglergehäuses nach der Linie A-A der
Abb. i und Abb. 3 einen - Vertikalschnitt durch den Regler von einer etwas anderen
Ausführungsform.
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In Abb. i der Zeichnung sieht man den Pumpenkolben i in dem Pumpenzylinder
2, der einen angegossenen Fortsatz 3 besitzt, in dem oben das Druckventil 4 und
unten das Saugventil 5 der Ölpumpe angeordnet ist. An das Saugventilgehäuse 6 ist
das Reglergehäuse 7 angeschraubt, in welchem die zusammenwirkenden Teile und Kanäle
des Reglers angeordnet sind, wobei sich jedoch die Reglerspindel 8 in einem kleinen
Zylinder io befindet, der mit dem Reglergehäuse 7 aus einem Stück gegossen ist und
senkrecht oder schräg seitlich von ihm sitzt. Dieser Zylinder ist mit einer Packungsbüchse
9 zur Dichtung der Spindel versehen und bei der Ausführungsform nach Abb. i inwendig
mit Schraubengängen für die Einstellung der Spindel versehen. Schraube und Mutter
i i bilden den Abschluß des Reglergehäuses nach unten und dienen zum Anschluß des
Saugrohrs 12. Außer der Reglerspindel 8 besteht die Regleranordnung aus dem Reglerkolben
13, der zum Teil zwischen der oberen und der unteren Endfläche abgedreht ist, so
daß zwischen dem restlichen Kolbenteil und dem Zylinder 23, in welchem der Kolben
sich bewegt, ein geschlossener Raum 14 gebildet wird. In Abb. 3 hat der Kolben -am
unteren Teil eine besondere untere Aushöhlung 15, um sein Gewicht zu erleichtern.
Der Kolben hat nach oben eine Verlängerung in Form eines Zapfens oder einer Stange
16, die bis nahe an die unterste Fläche des Saugventils 5 der Ölpumpe reicht, wenn
das Ventil 5 auf seinem Sitz ruht und der Kolben 13 ganz unten ist. Am Boden des
Zylinders 23 ist ein Abfluß 17 angeordnet, dessen Weite mit der Stellschraube 18
eingestellt wird. Unterhalb des Zylinderbodens ist ein kleines Saugventil ig, angeordnet,
durch welches Brennöl in den unterhalb des Kolbens 13 liegenden Teil des Zylinders
23 eingesaugt werden kann. 2o ist ein Kanal für den Durchtritt des Brennöls durch
die Regleranordnung direkt vom Saugrohr durch das Saugventil in die Ölpumpe. Dieser-
Kanal kann mit der Reglerspindel8 gedrosselt und geschlossen werden. 21 ist ein
Kanal, der den Reglerzwecken dient. Er verbindet den Durchlaufkanal 2o mit dem Zylinderraum
14.
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Das Überflußventil z2 ist angeordnet, um den Rücklauf des Öls, das
von der Ölpumpe nicht aufgenommen wird, in das Saugrohr zu bewirken. Dieses Ventil
ist in der Ausführungsform nach Abb. 3 fortgelassen. Die Reglerspindel 8, die bei
der Ausführungsform nach Abb. i den Ollaufkanal2o mit einer Sitzventilanördnung
öffnet und schließt, ist bei der in Abb. 3 dargestellten Ausführungsform als ein
Teil des Öllaufes ausgebildet und hat zu diesem Zweck eine zylindrische Ausbohrung
25 im unteren Ende, von der eine Öffnung 2o nach der Seite führt, die als Ölleiter
dient und seitlich in eine sich allmählich verkleinernde Bahn übergeht, so daß bei
Drehung der Spindel der Zollauf nach und nach gesperrt wird. Die Spindel ist nach
Abb. 3 in der Richtung schräg aufwärts angeordnet gezeigt, um beispielsweise durch
den Boden eines Fahrzeuges hindurchgeführt zu werden. Die zylindrische Ausbohrung
23 für den Kolben 13 wird oben durch eine Erweiterung 24 abgeschlossen, die von
wesentlicher Bedeutung für die Wirkungsart des Reglers ist.
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Der Zweck des Reglers ist ein zweifacher: i. wird die erwünschte Drehzahl
des Motors bei der zu jeder Zeit vorkommenden Last mit der Reglerspindel eingestellt,
indem die Reglereinrichtung, sobald der Durchtrittskanal gedrosselt wird, sich in
Wirksamkeit setzt, und zwar in folgender Weise: Bei Vollast des Motors ist die Regle-rspindel8
so weit herausgeschraubt oder -derart eingestellt, daß das Brennöl ungehindert den
Durchtrittskanal2o passieren kann und von hier in das Saugventil 5 der Pumpe und
dann durch das Druckventil 4 in den Motor hineingelangt, und zwar in der Menge,
die die Pumpe bei Vollast normal liefern soll. Die beweglichen Teile des Reglers
stehen bei dieser Einstellung der Spindel still.
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Bei vollständiger Sperrung wird die Spindel 8 so eingestellt, daß
der für die volle Belastung dienende Durchtrittskanal2o völlig abgesperrt wixd.
Infolgedessen wird das Öl in die Pumpe durch den Kanal 2i eingesaugt, indem :es
in den Raum 1 ¢ einfließt, und durch den nach oben gehenden Kolben 13 durch Saugwirkung
so weit emporgehoben, bis es
zwischen dem obersten Teil des Kolbens
13 und der Erweiterung 24. des Zylinders 23 auslaufen kann. Da der Kolben 13 emporgehoben
wird, wird auch Öl unter den Kolben durch das Ventil i9 hineingesaugt. Dieses Öl
kann jedoch nur durch den Abfluß 1 7 abfließen, der mit der Stellschraube 18 so
eingestellt wird, daß das Öl gerade während der Zeit herausfließen kann, die das
Öl, welches durch den Saughub, in die Pumpe gesaugt wurde, braucht, um während des
Druckhubes 'zwischen dem Saugventil und seinem Sitz wieder zurückzufließen, und
somit in dieser Zeit den Kolben 13 angehoben hält, wodurch auch das Saugventil s
während dieser Zeit durch die Stange 16 angehoben wird. Das Öl, welches durch das
Saugventil wieder herabfließt, -fließt denselben Weg, auf den es eingezogen wurde,
in die Saugröhre zurück.
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Das -Öl gelangt also nicht in den Motor hinein, der bei dieser Einstellung
der Reglerspindel abgestellt wird.
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Bei der Ausführung nach Abb. i bildet die Ausbohrung mit dem Überflußventil
22 einen Extralauf für die Rückkehr des Öls in die Saugröhre.
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Zwischen den beiden äußeren Grenzen -Vollast und Leerlauf - kann der
Regler mit der Reglerspindel für jede beliebige Brennstoffmenge oder Motorleistung
eingestellt werden. Wird die Reglerspindel so gestellt, daß der Motor nur wenig
direkten Brennstoff durch den Vollastkanal 2o belzommt, so wird dadurch bewirkt,
daß der Reglerkolben i3 verhältnismäßig hoch durch den Saughub angehoben wird und
dabei relativ viel Öl unter den. Kolben 13 saugt. Demnach wird das Saugventil 5
der Ölpumpe währenddes Druckhubes verhältnismäßig lange offen gehalten, wodurch
nur wenig Brennstoff durch das Druckventil q. in den Motor gelangt. Wird aber die
Reglerspindel für mehr direkten Brennstoff eingestellt, so wird der Reglerkolben
13 durch den Saughub der Pumpe verhältnismäßig weniger hochgehoben, und es wird
-weniger Öl unter den Kolben 13 gesaugt, der deshalb jetzt schon verhältnismäßig
früh unter dem Druckhub der Ölpumpe das Saugventil e auf den Sitz herabfallen läßt,
wodurch entsprechend mehr Öl in den Motor hineingedrückt wird. Es geht aus vorstehendem
hervor, daß der Motor mit der Reglerspindel B .sich auf jede beliebige Drehzahl
zwischen Null und Höchstdrehzahl :einstellen läßt.
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2. dient der Regler dem Zweck, selbsttätig, auch bei den größten Schwankungen
der Belastung, die einmal eingestellte Drehzahl des Motors nahezu konstant zu halten,
und zwar wie folgt: Wächst die Drehzahl des Motors plötzlich auf die dem Leerlauf
bei del# eingestellten Brennstoffmenge entsprechende Höchstdrehzahl beispielsweise
durch Bruch der Kardanwelle, so tritt sofort die Reglereinrichtung in Wirksamkeit,
um die für die Last eingestellte Brennölmenge zu vermindern, zu der die der eingestellten
Drehzahl bei Leerlauf entsprechende hinzutritt.
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Beim Anwachsen der Drehzahl des Motors werden auch die Hübe der'Ölpumpe
beschleunigt und .entsteht somit während des Saughubes ein größerer Druckunterschied
zwischen der oberen und unteren Endfläche des Kolbens 13, der demnach stärker aufgehoben
wird als bei der eingestellten Drehzahl des Motors. Infolgedessen tritt verhältnismäßig
viel Öl durch das Ventil i9 unter den Kolben 13 in den Zylinder hinein, welches
nur durch den an dem Boden des Zylinders 23 anschließenden einstellbaren Kanal i;
entweichen kann. Somit kann sich auch das Saugventil der Ölpumpe, das während des
Saughubes von der Stange 16, dem Kolben 13 und dem unter den Kolben 13 eingesaugten
Öl angehoben wird, nicht so schnell während des Druckhubes der Ölpumpe schließen
wie vorher, weil das unter dem Kolben befindliche Öl bremsend wirkt. Die Ölpumpe
wird einen größeren Teil des angesaugten Öles durch das Saugventil 5 und weiter
über denselben Weg, wie :es angesaugt worden ist, evtl. durch das Ventil 22 in das
Ansaugrohr i2 zurückdrücken. Diese Wirkung wird noch dadurch verstärkt, daß durch
Zunahme der Motordrehzahl die Zeitdauer des Druckhubes der Ölpumpe entsprechend
verkürzt wird, während die Zeitdauer des Abflusses einer bestimmten Menge Öl durch
den Abflußkanal 17 immer konstant bleibt.
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Infolgedessen wird selbst bei plötzlichen -Lund starken Belastungserleichterungen
die Drehzahl, welche im Augenblick der Entlastung erfahrungsgemäß wohl sichtbar
steigt, die normale Geschwindigkeit bald wieder einnehmen.
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Sinkt dagegen die Drehzahl durch plötzliches Anwachsen der Belastung,
so wird die Saugwirkung der Ölpumpe in entgegengesetzter Richtung auf die Wirkungsweise
des Reglerkolbens 13 einwirken, indem, wenn der Motor und somit die Pumpe anfängt
langsamer zu arbeiten, ein kleinerer Druckunterschied während des Saughubes der
Ölpumpe zwischen der oberen und unteren Fläche des Reglerkolbens 13 entsteht als
beim rascheren Umlauf. Infolgedessen wird der Kolben 13 weniger hochgehoben und
kommt früher unter dem Druckhub wieder an seinen Sitz. Auch wird mehr Brennöl in
den Motor hineingedrückt als bei rascherem Umlauf, und die Umlaufzahl wird wieder
zunehmen.
Die Praxis ha,t gezeigt, daß, wenn der Abfluß
17 einmal für den betreffenden Motor eingestellt worden ist, die Reglereinrichtung
bei allen vorkommenden Belastungsschwankungen sich selbsttätig bestrebt, die Drehzahl
des Motors konstant zu halten, und dieses auch immer zufriedenstellend erreicht.
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Bei Vollast wird der Regulierkolben 13 und -das Ventil ig evtl. auch
Ventil 22 meistens nicht bewegt, d. h: der Regler ist außer Betrieb und einer Abnutzung
nicht ausgesetzt.
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Um eine gleichmäßige Wirkung des Reglers. z. B. unter starken Bewegungen
des Seefahrzeuges in schwerer See oder bei schräg liegenden Fahrzeugen usw. zu erreichen,
wird der Reglerkolben 13 neben seinem eigenen Gewicht mit der Feder 26 betastet.