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Einrichtung zum Stillsetzen von Einspritzbrennkraftmaschinen mit Fremdzündung
Es ist üblich, Einspritzbrennkraftmaschinen mit Fremdzündung in: der Weise stillzusetzen,
daß man die Zündung wegnimmt und die Kraftstoffeinspritzpumpen auf Leerlauf stellt.
Insbesondere bei Hochleistungsmaschinen, beispielsweise Flugmotoren, kommt es dabei
häufig vor, daß infolge der hohen Verdichtung und der verhältnismäßig hohen Temperaturen
Glüh- und Selbstzündungen auftreten und die Maschine nicht im gewünschten Augenblick
stehenbleibt, sondern im Leerlauf weiterarbeitet. Bei Einspritzbrennkraftmaschinen
erfolgt die Regelung der Einspritzpumpen üblicherweise mittels eines von einem hydraulischen
Druckmittel beaufschlagten und von einem Regelschieber gesteuerten Servomotors.
Bei hydraulischen Verstellanlagen von Flugzeugen mit Verstelluftschrauben, deren
Servomotor die Drosselklappe in der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine verstellt,
ist es auch bekannt, im Normalbetrieb das Druckmittel dem Kraftkolben des Servomotors
über den von einem Regler verstellbaren Regelschieber
des Servomotors,
in Sonderfällen aber unter Umgehung dieses Regelschiebers durch Verstellen eines
Zusatzschiebers unmittelbar zuzuleiten.
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Aufgabe der Erfindung ist nun die Schaffung einer Einrichtung zum
zuverlässigen Stillsetzen von Einspritzbrennkraftmaschinen mit Fremdzündung, bei
denen die Fördermenge der Brennstoffeinspritzungen von einem gesteuerten und mit
einem flüssigen Druckmittel arbeitenden Servomotor erzielt wird, dessen Kraftkolben
in beiden Verstellrichtungen vom Druck des hydraulischen Arbeitsmittels bewegt wird,
und zwar dadurch, daß die Druckflüssigkeit dem Kraftkolben in der Normalbetriebsweise
über den vom Regler verstellbaren Steuerschieber des Servomotors und bei Auslösung
der Stilisetzvorrichtung infolge Verschiebung eines Zusatzschiebers unmittelbar
unter Umgehung des Regelsteuerschiebers zufließt.
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Gemäß der Erfindung wird eine solche Einrichtung dadurch verwirklicht,
.daß dieser Zusatzsteuerschieber in das Druckmittelleitungssystem vor dem Steuerschieber
des die Verstellung der Fördermenge regelnden Servomotors eingefügt ist und daß
dieser Zusatzsteuerschieber bei Auslösung der Stillsetzvorrichtung ebenfalls von
einem hydraulischen Druckmittel von der einen, dem Normalbetrieb entsprechenden,
in die andere, der Stillsetzung entsprechende Lage verschoben wird, wobei er in
seiner einen Schaltstellung die für den normalen Betrieb der Maschine erforderliche
Verbindung der Druckmittelquelle über den Regelschieber des Servomotors herstellt,
wogegen er in seiner anderen, beim Abstellen der Brennkraftmaschine herbeigeführten
Schaltstellung diese Verbindung unterbricht und über besondere Leitungen eine unmittelbare
Verbindung zwischen der Druckmittelquelle und den Arbeitsräumen des Kraftgliedes
des Servomotors herstellt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt,
und zwar zeigt Abb. i eine Einrichtung zusammen mit einer als Schwingkolbenservomotor
ausgebildeten Brennstoffpumpenregeleinrichtung im Längsschnitt, Abb. 2 einen O_uerschnitt
des Servomotors der Einrichtung nach II-II der Abb. i, Abb. 3 den Zusatzsteuerschieber
der Einrichtung nach Abb. i in der beim Stillsetzen der Brennkraftmaschine herbeigeführten
Schaltstellung.
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Die in Abb. i dargestellte Einrichtung zum Regeln der Fördermenge
der Brennstoffeinspritzpumpe einer Einspritzbrennkraftmaschine besteht aus einem
mit dem Steuerglied zusammengebauten Schwingko-Ibenservomotor 25-4o und einer in
die Druckmittelleitung eingebauten Stillsetzvorrichtung 7-2q.. Die Stillsetzvorrichtung
7-2.I besteht aus einem Gehäuseteil 7, der eine zylindrische Führungsbüchse
8 umschließt, in welcher ein Zusatzsteuerschieber 9 axial verschieblich sitzt.
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In dem Vorrichtungsgehäuse sind sechs zylindrische Ringkanäle ja,
2a, 3a, 4a, 5a und 64 und in der Führungsbüchse sechs diesen entsprechende Schlitze
angebracht, die einen bestimmten Abstand voneinander haben und in die sechs Bohrungen
ib, 2b, 3b, 4b, 5b und 6b einmünden, an welche die Druckmittelzuleitungen i bis
6 angeschlossen sind, und zwar ist die Druckmittelzuleitung i über die Bohrung ib
mit dem Ringkanal ia verbunden, die Druckmittelzuleitung 2 über die Bohrung 2b mit
dem Ringkanal 2a usw. Der in der Bohrung io untergebrachte Zusatzschieber 9 ist
im wesentlichen ein Zylinder, an dessen Umfang zwei ringnutenförmige Aussparungen
i i und 12 vorgesehen sind, deren Abstand so gewählt ist, daß sie von den obenerwähnten
sechs Ringkanälen 1a bis 6a im Gehäuse immer je zwei benachbarte miteinander verbinden,
und zwar in der einen Endlage, in welcher der Zusatzschieber 9 durch die Feder 13
gegen den Anschlag 14 gedrückt wird (Betriebsstellung), werden die Ringkanäle ja
mit 2a bzw. 6a mit 4a verbunden, wogegen in der anderen Endlage, in welcher der
Zusatzschieber 9 in noch näher zu bezeichnender Weise durch Drucköl gegen den Anschlag
15 gedrückt wird (Stoppstellung), die Ringkanäle 1a mit 3a (Abb. 3) bzw. 611 mit
5a verbunden werden. Im Zusatzschieber 9 ist eine als Drosselstelle ausgebildete
Längsbohrung 23 vorgesehen, die in eine Querbohrung 2q einmündet. Am Gehäuse des
Zusatzschiebers ist das gleichzeitig den bereits erwähnten Anschlag 14 bildende
Abschlußstück 16 angebracht; dieses enthält eine Bohrung 17, in deren erweitertem
Teile sich ein axial verschiebbares Schaltglied 18 befindet, das durch eine Feder
i9 gegen den Anschlag 2o gedrückt wird (Betriebsstellung). Dieses Schaltglied, das
in der Betriebsstellung eine mit der Druckmittelzuleitung i in Verbindung stehende
Leitung 21 verschließt, kann auf irgendeine Art beispielsweise mechanisch, hydraulisch
oder, wie hier gezeichnet, durch einen Elektromagneten 22 bewegt werden.
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Die bei dem dargestellten Beispiel vorgesehene Einrichtung zur Veränderung
der Fördermenge der Brennstoffeinspritzpumpen ist als Schwingkolbenservomotor ausgebildet
und besteht aus dem Schwingkolben als Kraftglied 25 und einem den Kolben aufnehmenden
und den Arbeitsraum desselben bildenden sektorförmigen Gehäuse 26. In die Hohlwelle
27 des Kraftgliedes 25 ist ein im wesentlichen
zylindrisches Steuerglied
28 eingesetzt, das an der Bohrungswand der Hohlwelle 27 gleitend und flüssigkeitsdicht
geführt ist und an seinem Umfange mit schraubenförmigen Nuten 29a und 29b versehen
ist. Das Steuerglied 28 kann durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Regler
gedreht und/oder axial verschoben werden, so daß die schraubenförmigen Nuten 29a
und 29b, von denen die eine, 29a, über Kanal 31 und Ringnut 2c des Gehäuses
26 mit der Druckmittelzuleitung 2, die andere, 29b, über Kanal 4o und Ringnut 4c
des Gehäuses 26 mit der Druckmittelabflußleitung 4 in Verbindung steht, mit den
Querkanälen 3o bzw. 36, welche in die links und rechts vom Schwingkolben 25 liegenden
Teile 34 und 35 des Schwingkolbenarbeitsraumes einmünden, in Verbindung gebracht
werden können.
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Bei einer Bewegung des Steuergliedes 28 derart, daß die schraubenförmige
Nut 29a mit dem Kanal 3o, die schraubenförmige Nut 29b mit dem Kanal 36 in Verbindung
kommt, ist die Wirkungsweise der dargestellten Einrichtung wie folgt: Das unter
Druck stehende Arbeitsmittel fließt aus der Leitung 2 über Ringkanal 2e, Kanal 3
i, Ringnut 32, Hohlraum 33, schraubenförmige Nut 29a des Steuergliedes, Kanal
30 in den (in Abb.2) links vom Kraftglied 25 liegenden Teil 34 des Arbeitsraumes.
Das Kraftglied 25 wird durch das einströmende Arbeitsmittel beaufschlagt und in
Richtung des Pfeiles (Abb. 2) gedreht. Dabei verdrängt es das den Arbeitsraumteil
35 erfüllende Arbeitsmittel. Dieses tritt durch den Kanal 36 über schraubenförmigen
Steuerkanal 29b, Hohlraum 38, Ringnut 39, Kanal 40, Ringkanal 4c in die Abflußleitung
4 aus. Bei der Schwenkung des Kraftgliedes 25 werden die Kanäle 30 und 36
von den zwischen den Steuerkanälen 291' und 29b liegenden Wandteilen mehr und mehr
abgedeckt. Die Bewegung des Kraftgliedes 25 hält nur so lange an, bis die Mündungen
der Kanäle 30 und 36 völlig abgedeckt sind; dann ist der Beharrungszustand wieder
erreicht, und es bedarf eines neuen Impulses des Reglers, bevor wieder eine Verstellung
des Kraftgliedes eintritt. Eine etwaige Verstellung in umgekehrter Richtung erfolgt
sinngemäß, wenn die schraubenförmige Nut 29a mit dem Kanal 36 und die Nut 29b mit
dem Kanal 30 in Verbindung gebracht wird.
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Auf dem frei aus dem Gehäuse 26 heraustretenden Ende der Hohlwelle
27 sitzt ein Mitnehmerglied 37, das beispielsweise ein Zahnsegment sein kann und
die Verstellung der Kraftstoffeinspritzpumpe vermittelt.
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An dem beschriebenen Servomotor bekannter Bauart werden erfindungsgemäß
zwei weitere Druckmittelleitungen 3 und 5 angeschlossen, derart, daß durch die Leitung
3 Druckmittel auch über die Bohrung 3c unter Umgehung des -Regelgliedes des Servomotors
in den Arbeitsraum 34 eintreten und- das Kraftglied 25 in bekannter Weise beaufschlagen
kann, während aus dem Raum 36 das abfließende Arbeitsmittel über die Bohrung 5c
in die Rücklaufleitung 5 gelangen kann.
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Die Wirkungsweise der gesamten Einrichtung nach Abb. i ist wie folgt:
Es sei zunächst angenommen, daß sich die Brennkraftmaschine in Betrieb befindet.
Dann nimmt der Zusatzsteuerschieber 9 die in Abb. i dargestellte Lage ein (Betriebsstellung),
d. h. die Feder 13
hält ihn gegen den Anschlag 14, und das Schaltglied 18,
das durch die Feder i9 gegen den Anschlag 2o gepreßt wird, verschließt die Druckölzuleitung2i.
Die von der Druckmittelquelle gelieferte Druckflüssigkeit tritt aus der Zuleitung
i über Bohrungi b und Ringkanal ia in die Aussparung i i des Zusatzsteuerschiebers
9 ein und fließt von da weiter in den Ringkanal 2,a, von wo aus es über die Bohrung
2b durch die Leitung 2 in die Ringnut 2C des Servomotorgehäuses 26 gelangt. Der
Weg, den das Druckmittel im Servomotor selbst nimmt, ist bereits weiter oben beschrieben
worden. Das aus dem Servomotor austretende Arbeitsmittel gelangt aus der Ringnut
4a in die Rückleitung 4, dann in die Bohrung 4b und weiter über den Ringkanal 4a
in die Aussparung 12 des Zusatzsteuerschiebers 9. Von hier aus gelangt es zum Ringkanal
6a und dann durch die Bohrung 6b in die Rückleitung 6.
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Soll nun die Brennkraftmaschine abgestellt werden, so wird der Elektromagnet
22 durch Anschluß an eine Stromquelle erregt. Er verschiebt dabei das Schaltglied
18 entgegen der Kraft der Feder i9 so weit, daß die Mündung der Druckölleitung 21
freigegeben wird. Das Druckmittel strömt nun durch die Kanäle 2i, 17 und
23 ein und 24 aus, wird beim Eintritt in 23 gedrosselt, wodurch eine Druckdifferenz
auftritt, welche bewirkt, daß der Zusatzsteuerschieber 9 durch den auf seiner Stirnseite
wirkenden Druck des Arbeitsmittels entgegen der Kraft der Feder 13 bis zum
Anschlag 15 bewegt wird. Dabei werden, wie aus Abb. 3 ersichtlich, die Ringkanäle
2d und 41 von den vollen Wandteilen des Zusatzsteuerschiebers 9 verdeckt, so daß
die bisher bestehende Verbindung zwischen Druckmittelquelle und Servomotor unterbrochen
wird. Gleichzeitig werden aber die Ringkanäle ia und 3" sowie 6a und 5a über
die Eindrehungen ii und 12 am Zusatzsteuerschieber 9 in Verbindung gebracht, so
daß nunmehr das Druckmittel folgenden Weg nimmt: Es fließt von der Druckmittelquelle
über Leitung i, Bohrung ib, Ringkanal ia zum Ringkanal 3a und gelangt von hier über
Kanal 311, Leitung 3 (s. Abb. 2) und Kanal 3c des Servomotors in
den
Arbeitsraum 34 und drängt das Kraftglied 25 (im Sinne des Pfeiles) in die Endlage,
in welcher die Kraftstoffeinspritzpumpen über das Mitnehmerglied 37 auf Nullförderung
gestellt werden. Hier wird die beabsichtigte Stillsetzung der Brennkraftmaschine
mit Sicherheit in dem gewünschten Augenblick erreicht. Das bei der beschriebenen
Bewegung des Kraftgliedes 25 aus dem Raum 35 verdrängteArbeitsmittel tritt über
Kanal 5e, Leitung 5, Bohrung 5b, Kanal 511, Aussparung 12 (Abb. 3) in den Ringkanal
6a ein und gelangt schließlich über -die Bohrung 6b in die Rückleitung 6.
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Sobald die Brennkraftmaschine stillsteht, wird der Strom des Elektromagneten
22 abgeschaltet; der Magnet gibt das Schaltglied 18 frei, und die Feder 19 führt
es bis zum Anschlag 2o in die Betriebsstellung zurück, wodurch der Zufluß des Druckmittels
bei 21 unterbrochen wird. Das im Raum 17 befindliche Druckmittel fließt allmählich
durch Kanal 23 und 24 ab, so daß die Feder 13 sich entspannen und den Zusatzsteuerschieber
9 bis zum Anschlag 14 in die Betriebsstellung zurückführen kann. Damit ist die normale,
für den Betrieb der Brennkraftmaschine notwendige Verbindung zwischen Druckmittelquelle
und Servomotor wieder hergestellt, und bei erneuter Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine
kann sich der Schwingkolben des Servomotors wieder entsprechend den Steuerbewegungen
des Reglers einstellen.