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Sicherheitsvorrichtung zur Vermeidung der überlastung einer durch
ein Gebläse gespülten und geladenen Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich
auf eine Sicherheitsvorrichtung zur Vermeidung der überlastung einer durch ein Gebläse
gespülten und geladenen Brennkraftmaschine, insbesondere einer solchen mit Antrieb
des Gebläses durch eine Abgasturbine.
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Eines der sichersten Anzeichen für die überlastung einer Brennkraftmaschine
'bildet die Temperatur der Abgase, da sie bei überlastung sehr rasch ansteigt. Für
Maschinen ohne Vorverdichtung der Ladung sind schon Sicherheitsvorrichtungen verwendet
worden, um die Brennstoffzufuhr mittelseiner den Ab-
gasen ausgesetzten temperaturempfindlichen
Vorrichtung zu beeinflussen.
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Bei Maschinen mit einem Spül- und Ladegebläse kommt zu den
sonst möglichen Ursachen, die zu einer überlastung der Maschine führen, noch die
Möglichkeit eines zufälligen Versagens, einer Verringerung oder des Abschaltens
der Lade- und Spulvorrichtung. Werden nicht besondere Vorkehrungen zur Sicherung
gegen überlastung getroffen, so kann die Maschine in solchen Fällen mit einer Brennstoffmenge
beliefert werden, welche der vollen Leistung mit Lade- und Spülbetrieb entspricht,
einer Brennstoffmenge, die wesentlich über der Leistung der nicht oder nur teilweise
geladenen und gespülten Maschine liegt, so daß es auch hier zu einer unzulässigen
Temperaturerhöhung bei verminderter Luftmenge kommen kann.
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Soll die Sicherheitsvorrichtung in demFall einer Maschine mit Lade-
und Spülbetrieb den besonderen hier auftretenden Bedingungen voll entsprechen, so
ist auch die Eigenart derartiger Maschinen in Rücksicht zu ziehen, daß eine höhere
Auspufftemperatur zugelassen werden kann als sonst, wenn die der höchsten Temperatur
ausgesetzten Teile, insbesondere die Auspuffventile und der Kolbenboden, am Auspuffende
durch die zur Spülung dienende Frischluft ausreichend gekühlt werden. Sorhit kann
auch als Temperatur, welche für eine Maschine mit Lade- und SpülgebUse zur Sicherung
der überlastung herangezogen wird, ein höherer Höchstwert zugelassen werden als
bei Maschinen ohne Ladung und Spülung, wenn eine unerwünschte Minderung der mit
überdruckspeisung oder Spülung erreichbaren Höchstleistung vermieden werden soll.
Andererseits muß aber dann die zulässige Höchstleistung von dem Maße der Spülung
abhängig gemacht werden, d. h.
die Begrenzung der Brennstoffzufiihr
in A . bhängigkeit von der Auspufftemperatur muß entsprechend den Spülbedingungen
berichtigt werden. Das Ziel der Erfindung besteht somit darin, die Sicherung gegen
überlastung nicht nur in bekannter Weise von der Temperatursteigerung der Abgase
allein abhän-gig zu machen, sondern auch von der Art und Größe des Betriebsgusfalles
der Zusatzmaschine für das Spülen und Laden.
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Erfindungsgemüß wird dies dadurch erreicht, daß mit der temperaturempfindlichen
Vorrichtung, welche die Brennstoffzufuhr nach oben hin begrenzt, eine Vorrichtung,
die von dem für die Spülung maßgebenden Druck beeinflußt wird, derart gekuppelt
ist, daß sie die von der temperaturempfindlichen Vorrichtung einzustellende obere
Grenze für die Bilennstoffzufuhr um so höher schiebt, je höher der Gebläsedruck
oder der Druckunterschied zwischen dem Endddruck des Gebläses und dem mittleren
Druck der der Turbine zustr'ö,-menden Abgase ist. Die Brennstoffzufuhr ist zwar
schon bei Brennkraftinaschinen ohne Ladung und Spülung durch teilweise einander
entgegenwirkende temperatur- unddruckempfindliche Vorrichtungen beeinflußt worden,
jedoch nur, um während des Anlassens einer kalten Maschine die Gemischanreicherung
den Bedingungen der sich erwärmenden Maschine anzupassen..
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Zwischen der auf die Druck- und Temperaturunterschiede ansprechenden
Vorrichtung und dem die Brennstoffzufuhr heeinflussenden Stellköxper kann in an
sich bekannter Weise ein Relais eingeschaltet sein. Ferner kann die temperaturempfindliche.
Vorrichtung an verschiedenen Stellen, z. B. im Auspuffgassammler, an nur einer oder
an mehreren Stellen hinter jedem Zylinder angeordnet sein. In letzterem Falle kann
die überwachungsvorrichtung bekannter Weise auch schon eingreifen, wenn nur ein
einziger Zylinder der Maschine infolge einer Betriebsunstimmigkeit überlastet ist.
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Man kann im Falle einer Maschine mit Cberdruckspeisung durch einen
Turbogebläsesatz auch ebenso gut die Auspufftemperatur der Turbine benutzen, denn
beim Außerbetriebkommen des Turbogebläsesatzes steigt die Temperatur in der Auspuffleitung
der Turbine infolge der Verminderung der Turbinenleistung bzw. Wirkungsgrades an,
sie kann hierbei sogar fast diejenige der Zu. strömIeitung zur Turbine beim Außerbetriebkommen
der Maschine erreichen.
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- Die Zeichnung stellt schematisch als Beispiel eine derartige,
unter dem Einfluß der Abgastemperatur arbeitende Sicherheitsvorrichtung dar, welche
entsprechenddemDruckunterschied zwischen dem DTuckrohr des Gebläses und der Zuleitung
zur Turbine in dem oben angegebenen Sinne beeinflußt und berichtigt wird. Dünn dieser
Druckunterschied ist ein Maß für die Spülwirkung.
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In diesem Beispiel ist eine Dieselbrennkraftmaschine dargestellt,
bei welcher die Brennstoffzuführung durch einen selbsttätigen Ges#r-hwindigkeitsregler
überwacht wird. * stellt einen Arbeitszylinder der Maschine, * die Brennstoffpumpe,
T die von den Ab-
gasen des Zylinders C durch die Leitung
E
gespeiste Turbine dar, welche das Gebläse S
antreibt. Dieses Gebläse
S bewirkt die La-. dung der Maschine über die Leitung A.
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Die Pumpe P wird durch einen Nocken D
bewegt, der seinerseits
von der Maschine in. Bewegung gesetzt wird. Die Brennstoffzufuhr zum Zylinder -wird
beispielsweise mittels eines Rückströmventils B geregelt, durch dessen öffnen die
Zufuhr von Brennstoff nach dem Maschinenzylinder gemindert wird und alsdann der
nodh von dem Pumpenkolben, verdriängte, Brennstoff durch die Leitung H der Ansaugstelle,
der Pumpe wieder zuströmen kann. Dieses Ventil B wird durch eine Stange oder einen
Hebel F gesteuert, der zum mindesten teilweise die Bewegung des Kolbens der Brennstoffpumpe
mitinacht. Der feste Punkt des Hebel#'F liegt auf einem Exzenter G, der verstellbar
ist und somit den Zeitpunkt beeinflußt, in welchem der Hebel F gegen das Ventil
B stößt und dadurch die, Brennstoffzufuhr zum Zylinder unterbricht.
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Die Stellung des Exzenters wird d::urch, den Fliehkraft#egIer I( gesteuert.
Nach der Zelchnung beeinflußt die Regelmuffe mittels Hebel o. dgl. die Stellung
des Exzenters G. Die Normaldrehzahl der Maschine kann z. B. durch Einstellung
der Lage des gesteuierten Hebels geÄndert werden.
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Die Stellbewegung des Exzenters G ist durch einen Anschlag
M begrenzt, der sich in der Gren7-stellung gegen einen HebeIN legt und damit die
Brennstoffzufuhr mehr oder weniger begrenzt.
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Die Stellung des Hebels N wird nun durch einen von der Auspufftemperatur
beeinflußten Thermostaten Q, U und zugleich durch. den D-ruckunterschied
zwischen dem mittleren Auspuffdruck bei E und dem Druck in der
Spül- und Ladeleitung bei A vermittels der Vorrichtung X geregelt.
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Das Zusammenwirken dieser Größen kann durch verschiedene an sich bekannte
Vorrichtungen erzielt werden. In dem dargestellten Beispiel beeinflussen der Thermostat
Q und der Balg U das eine Ende eines waagebalkenartigen doppelarmigen
HebelsV, dessen anderes Ende unter dem Einfluß eines Meinbrandruckreglers X steht.
Auf die eine Fläche der Membran wirkt der Druck der Leitung E
und
auf die andere derjenige der Leitung A.
Der Hebel V steuert über ein mit Druckflüs,-sigkeit
o. dgl. arbeitendes Relais R die Stellung des Kolbens 0 des die Stange
N bewegenden Servomotors.
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Die beschriebenen selbsttätig wirkenden Vorrichtungen könnennatürlich
auch mit Anzeigevorrichtungen verbunden sein, welchebeispielsweise die Bedienung
der Maschine warnen, bevor die Vorrichtung selbst in Tätigkeit tritt, damit die
notwendigen Schritte unternommen werden können, um die Betriebseinflüsse im Voraus
zu beseitigen, welche andernfalls das Intätigkeittreten der heschriebenen selbsttätigen
Vorrichtung herbeiführen würden.