DE907369C - Vorrichtung zum Steuern der Zufuhr des Kraftstoffes zu einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zum Steuern der Zufuhr des Kraftstoffes zu einer Verbrennungskraftmaschine

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DE907369C
DE907369C DEL7179A DEL0007179A DE907369C DE 907369 C DE907369 C DE 907369C DE L7179 A DEL7179 A DE L7179A DE L0007179 A DEL0007179 A DE L0007179A DE 907369 C DE907369 C DE 907369C
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DE
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DEL7179A
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ZF International UK Ltd
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Joseph Lucas Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D1/00Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type
    • F02D1/02Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type not restricted to adjustment of injection timing, e.g. varying amount of fuel delivered
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/22Fuel supply systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K3/00Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Description

  • Vorrichtung zum Steuern der Zufuhr des Kraftstoffes zu einer Verbrennungskraftmaschine Die Erfindung bezieht sich ,auf eine Steuervorrichtung für die Kraftstoffzufuhr zu einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere zu einem Stranlmotor, einer Gasturbine od. dgl. mit einem von Hand betätigten Drosselglied. Sie hat eine Verbesserung der Steuervorrichtung zum Gegenstand, die eine überschnelle Vergrößerung der Kraftstoffzufuhr als Folge einer hastigen Betätigung des Drosselgliedes verhindert.
  • Erfindungsgemäß wird das Drosselglied von einer hydraulischen Servosteuerung betätigt und seine Bewegung durch in dieser Servosteuerung angeordnete Ventile beeinflußt. Eines dieser Ventile ist von Hand zu betätigen und beeinflußt die Größe der Drosselbewegung, ein anderes Ventil wird teils in Abhängigkeit von der Bewegung der Servosteuerung, teils vom Flüssigkeitsdruck betätigt und steuert die Geschwindigkeit der Drosselbewegung. In der Zeichnung ist Fig. i ein Längsschnitt einer Steuervorrichtung nach der Erfindung, Fig.2 ein Längsschnitt einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung.
  • Fig. i zeigt in ihrem linken Teil die Steuervorrichtung nach der Erfindung. Sie arbeitet in Verbindung mit einer bekannten Ausführungsform einer Kraftstofförderpumpe, die eine Vorrichtung zur Steuerung der Förderleistung besitzt. Die Pumpe besteht aus dem in einem Gehäuse b drehbaren Rotationskörper a mit in zylindrischen Bohrungen hin und her gehenden Kolben c, die mit einer in ihrer Winkelstellung verstellbaren Treibplatte d zusammenwirken. Der Kraftstoff tritt in die Pumpe durch die Leitung e ein und durch die Leitung f aus. Die Treibplatte ist in ihrer Winkelstellung durch eine Servosteuerung verstellbar, die aus einem durch eine Feder i belasteten Kolben g, der in einem Zylinder 1t läuft, besteht. Die beiden Zylinderhälften stehen miteinander über eine enge Öffnung j in Verbindung. Die Kraftstoffflüssigkeit gelangt aus der Leitung f in den Zylinder und aus diesem über eine Leitung k zu einem Durchlaß in, der von einer Ventilklappe zt beherrscht ist. Bei geschlossenem Ventil wirkt die Flüssigkeit gleichmäßig auf beide Seiten des Kolbens g, und die Feder i bewegt ihn nach rechts. Dadurch vergrößert sich die Schiefstellung der Treibplatte, und die Pumpe gibt ihre maximale Förderleistung ab. Wird das Ventil it geöffnet, so überwiegt der Flüssigkeitsdruck auf der rechten Kolbenseite g und drückt ihn nach links gegen die Wirkung der Feder i, so daß sich die Schiefstellung der Treibplatte und die Förderung verringern.
  • Durchlaß in und Ventilklappe n sitzen in einem Gehäuse o, das durch eine nachgiebige Membran p in zwei Kammern geteilt ist. An der Membran ist ein Hebel q befestigt; der die Ventilklappe n trägt, durch eine Feder r belastet und dem Druck der Flüssigkeit in dem Rohr f über einen Kolben s ausgesetzt ist. Die Außenluft hat Zutritt zur linken Kammer durch das Rohr t, und der Luftdruck wirkt über die Barometerkapsel u ebenfalls auf den Hebel q. Luftdruck und Flüssigkeitsdruck- in dem Rohr f wirken über das Ventil zt, also automatisch auf die Pumpenförderleistung.
  • Außerdem wird die Pumpe von der Drehgeschwindigkeit des Körpers a beeinflußt, der mittels radialer Bohrungen v, die von dem Zuflußrohr e gespeist werden, als Zentrifugalpumpe wirken kann, so daß die Flüssigkeit mit einem von der Drehzahl des Körpers a abhängigen Druck in das Gehäuse b gedrückt wird. In dem Gehäuse befindet sich noch eine Kammer w, die mit der Abflußleitung x in Verbindung steht. Eine Seite der Kammer ist durch eine nachgiebige Membran y begrenzt, die durch eine Feder z belastet ist und Übereinen Stempel 3 auf einen Hebel q. wirkt. Der Hebel trägt eine Ventilklappe 5 für einen Durchlaß 6, der mit dem Servozylinder h in Verbindung steht. Gberschreitet der Flüssigkeitsdruck auf die Membran y einen vorgegebenen Wert, so öffnet sich das Ventil 5, aus dem Zylinder h kann Flüssigkeit abströmen, und der Überdruck auf der rechten Kolbenseite g bewegt diesen nach links, und die Pumpenförderung verringert sich.
  • Die Pumpe und ihre Steuervorrichtung sind bekannt und nur als Beispiel für eine Anordnung beschrieben, in Verbindung mit der die vorliegende Erfindung angewendet werden kann. Bei der Ausführungsforrn nach Fig. i (linke Seite). steht ein Gehäuse über eine Zuflußleitung 8 mit der Pumpe und über eine Förderleitung 9 mit einem Mitteldurchlaß io mit einem Motor in Verbindung. In dem Durchlaß io ist ein axial verstellbaresDrosselglied i i angeordnet, dessen eines Ende konisch oder in anderer Weise verjüngt ist, so daß sich der wirksame Ou°rschnitt des Durchlasses io mit der Bewegung ändert, während sein anderes Ende einen Kolben 12 bildet oder mit einem solchen verbunden ist. Dieser Kolben bewegt sich in der Zylinderkammer 13 des Gehäuses 7 und ist auf der von der Drossel abgewandten Seite durch zwei Federn 1:1, 15 belastet. Die Feder 14 stützt sich auf einer Schulter der Kammer 13 ab. Die Feder 15 überträgt die Kolbenbewegung auf ein Ventilglied 16.
  • Die Zylinderkammer 13 geht in eine Kammer 17 über, die auf einer Seite durch eine Membran eines Paars nachgiebiger, koaxialer und miteinander verbundener Membranen 18, i9 mit verschieden großer wirksamer Fläche begrenzt ist. Diese Membranen sind durch eine weitere Feder 2o belastet und werden durch einen Ring 24 im Abstand voneinander gehalten. Eine Leitung 21 verbindet den Raum zwischen den Membranen mit dem Luftdruck oder einem anderen Vergleichsdruck im zuvor beschriebenen Gehäuse o. Eine Kammer 22 über der Membran i9 erhält über die Leitung x Flüssigkeit mit einem von der Drehzahl des Motors abhängigen Druck zugeführt.
  • In der Kammer 17 ist ein Rohr 25 angeordnet, das in eine Öffnung 26 ausläuft, die normalerweise durch ein an der Membran i8 angeordnetes Ventilglied 16 verschlossen ist. Die Feder 15 überträgt die Bewegung des Kolbens 12 auf diese Membran und auf das Ventil über ein Schubstück 27, das um das Rohr 25 herumgekröpft ist. Dieses Rohr steht über einen Kanal 28 des Gehäuses 7 mit dem Teil der Zylinderkammer 13 unterhalb des Kolbens 12 in Verbindung, der gleichzeitig über eine verengte Öffnung 29 mit der Kraftstoffzuleitung 8 Verbindung hat. Weiter besitzen Drosselkörper i i und Kolben 12 eine axiale Bohrung, in der ein Ventilstift 30 gleitet, welcher die Öffnungen 31 des Drosselkörpers i i beeinflußt. Über diese Öffnungen und die Bohrung können die beiden Teile der Zylinderkammer 13 miteinander in Verbindung treten. Das andere Ende des Ventilstiftes 30 führt durch die Gehäusewand nach außen und ist zur Befestigung einer geeigneten Betätigungsvorrichtung eingerichtet.
  • Zur Erklärung der Wirkungsweise der Anordnung sei von einem beliebigen, beständigen Zustand ausgegangen: Das Ventil 16 ist geschlossen und der Ventilstift 30 in Offenstellung. Dann kann die Flüssigkeit über die Bohrungen 31 durch den Kolben 12 und die Leitung 32 in einem Sumpf oder in die Zuflußleitung e der Pumpe strömen. Um die Förderleistung zu steigern, bewegt der Maschinist den Ventilstift 30 um einen bestimmten Betrag mit der Wirkung, daß die Öffnungen 31 abgeschlossen werden. Der auf den Kolben 12 wirkende Flüssigkeitsdruck steigt dadurch und bewirkt, daß der Durchlaßquerschnitt der Drossel io größer wird. Diese Vergrößerung ist jedoch (mindestens zum Teil) beschränkt, dadurch, daß sich das Ventil 16 unter der Wirkung der Feder 14, die gegen den auf den Membranen 18, i9 lastenden Druck arbeitet, öffnet. Sollte aber mit der steigenden Motordrehzahl der Flüssigkeitsdruck so stark anwachsen, daß das Ventil 16 geschlossen bleibt, so bewegt sich das Drosselglied weiter, bis die ÖffnungeTT 31 durch die Relativbewegung gegenüber dem Ventilstift 3o wieder frei «-erden. Es ergibt sich also, daß die Geschwindigkeit, mit der die Durchlaßöffnung des Drosselgliedes wächst, nur von der Geschwindigkeit abhängt, mit der sich der Kolben 12 bewegt, unabhängig davon, wie schnell der Maschinist den Ventilstift 3o aus einer Stellung in die andere bewegt. Das Ausmaß der Bewegung hingegen wird durch den Ventilstift 30 gesteuert.
  • Die Abwandlung nach Fig. 2 ist im wesentlichen der beschriebenen Anordnung ähnlich und unterscheidet sich von ihr in gewissen Einzelheiten. An einem Ende des Gehäusekörpers 7 ist wieder die Zylinderkammer 13 mit dem Steuerkolben 12 und der Druckfeder 14 angeoreet. Von dein Kolben erstreckt sich das Drosselglied i i durch den Durchlaß io zwischen dem Kraftstoffeinlaß 8 und -auslaß g. Der Einlaß 8 steht mit der einen Seite der Kammer 13 in Verbindung, und Flüssigkeit kann außerdem in die andere Seite durch eine enge Offnung 2g des Kolbens eintreten. Das Drosselglied setzt sich in einem Stempel 34 fort. Durch Kolben, Drosselglied und einen Teil des Stempels läuft eine axiale Bohrung bis zu Öffnungen 31. Der von Hand zu betätigende Ventilstift 3o verschließt den Einlaß zu dieser Bohrung. Das freie Stempelende ist mit einer Membran 18 über eine Zugfeder 35 verbunden. Die beiden Membranen 18, i9 (von verschieden großer wirksamer Fläche) sind miteinander durch ein Zwischenstück 24 verbunden. Die Membran ig trägt ein .gekröpftes Jochstück 27 mit dem normalerweise offenen Ventilkörper 16 und ist schließlich mit dem Gehäuse über eine Zugfeder 36 verbunden. Der Ventilkörper wirkt mit der Öffnung 26 einer Röhre 25 zusammen, die sich zwischen den beiden Seitenteilen des Jochstückes 27 erstreckt und über einen Kanal 28 des Gehäuses mit den Öffnungen 31 in Verbindung steht. Falls gewünscht, kann der Kanal 28 weiter durch ein normalerweise offenes Ventil 37 beeinflußt werden, das in Abhängigkeit von z. B. dem Abgasdruck dem Kompressionsdruck oder der Temperatur der Gase durch geeignete Mittel betätigt wird. Im Beispiel enthalten diese Mittel eine @-Iagnetwicklung 38, die über einen Stromkreis mit einem Temperaturfühler in einem Bereich hoher Temperatur der Maschine verbunden ist.
  • Von der Pumpe wird Flüssigkeit, die unter einem von der Geschwindigkeit der Pumpenbewegung abhängigen Druck steht, durch eine bei x angeschlossene Leitung zugeführt und wirkt auf die Membran 18. Der Raum oberhalb der Membran ig steht über eine bei 32 angeschlossene Leitung mit einem Sumpf oder der Pumpenzuleitung in Verbindung. Atmosphärischer oder anderer Druck wirkt -in dem Raum zwischen den beiden Membranen (Zuleitung 21).
  • Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: Im Zustand gleichmäßiger Arbeitsweise der Pumpe ist das Ventil 16 offen (ebenso das Ventil 37, falls vorgesehen) und das Ventil 30 geschlossen. Um die Förderleistung zu erhöhen, bewegt der Maschinist den Ventilstift 3o um einen gewissen Betrag in Offenstellung. Dadurch kann Flüssigkeit aus dem unteren Teil des Zylinders 13 durch die Öffnungen 31 und über das Ventil 16 nach dem Auslaß 32 abfließen. Der Kolben 12 bewegt sich unter dem Flüssigkeitsdruck auf seine Oberseite gegen die Feder 14, und die Drosselöffnung vergrößert sich. Als Folge dieser Bewegung versucht die Feder 35 das Ventil 16 gegen den Druck, der auf die :Membranen 18, ig wirkt, zu schließen und die weitere Bewegung des Kolbens zu verhindern. Wenn aber der von der Bewegungsgeschwindigkeit der Pumpe abhängige Druck schnell genug wächst, um das Schließen des Ventils 16 zu verhindern, bewegt sich der Kolben weiter, bis er auf dem Ventilstift 3o aufsitzt. Dadurch wird der Abfluß durch die Öffnungen 31 unterbrochen. Wie schon im ersten Beispiel beschrieben, ist also die Geschwindigkeit der Drosselbewegung unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der der Ventilstift 3o verstellt wird, und nur das Ausmaß der Drosselbewegung durch den Ventilstift bestimmt.
  • Die Erfindung ist nicht auf .diese beiden Ausführungsformen beschränkt; Einzelheiten der Konstruktion oder Anordnung können für bestimmte Anwendungszwecke abgewandelt werden. Zum Beispiel kann überall dort, wo in der Beschreibung der Ausdruck Membran benutzt wird, ein in einer zylindrischen Kammer verstellbarer Kolben verwendet werden.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum Steuern der Zufuhr des Kraftstoffes zu einer Verbrennungskraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kraftstoffweg ein Drosselglied (i i) eingeschaltet ist, dessen Bewegung über einen hydraulischen Servomotor von einem handbetätigten Ventil (30), welches das Ausmaß der Bewegung des Drosselgliedes bestimmt, und von einem zweiten, die Geschwindigkeit dieser Bewegung regelnden Ventil (16) beeinflußt wird, welches teils von dein hydraulischen Servomotor und teils von dem Druck des Kraftstoffes in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Pumpenbewegung gesteuert wird.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der federbelastete Kolben des hydraulischen Servomotors zwischen dem Drosselglied und dem die Geschwindigkeit der Drosselgliedbewegung beeinflussenden Ventil in einem allen Teilen gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das die Geschwindigkeit der Drosselgliedbewegung beeinflussende Ventil mit dem Kolben des hydraulischen Servomotors über eine Feder verbunden ist und seine üffnungs- und Schließbewegung außerdem unter der Wirkung mindestens einer Membran steht, die unter dem Druck des Kraftstoffes in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Pumpenbewegung bewegt wird. q.. Vorrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung mit einem dritten Ventil versehen ist, dessen öffnungs- und Schließvorgang von dem Abgasdruck, dem Kompressionsdruck oder der Temperatur der Brenngase im Motor abhängig ist und welches den AbfluB des Steuermittels aus dem Zylinder des hydraulischen Servomotors regelt.
DEL7179A 1950-12-13 1950-12-13 Vorrichtung zum Steuern der Zufuhr des Kraftstoffes zu einer Verbrennungskraftmaschine Expired DE907369C (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1048091B (de) * 1954-08-04 1958-12-31 Josef Szydlowski Verfahren zur von der Geschwindigkeit der Betaetigung des Steuerhebels unabhaengigenRegelung der Beschleunigung von Strahltriebwerken
DE1129343B (de) * 1957-07-26 1962-05-10 Napier & Son Ltd Kraftstoffregeleinrichtung fuer ein Flugzeug-Gasturbinentriebwerk

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1048091B (de) * 1954-08-04 1958-12-31 Josef Szydlowski Verfahren zur von der Geschwindigkeit der Betaetigung des Steuerhebels unabhaengigenRegelung der Beschleunigung von Strahltriebwerken
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