DE910131C - Einrichtung zur Regelung des Vorauslasses bei im Kreislaufbetrieb arbeitenden Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Regelung des Vorauslasses bei im Kreislaufbetrieb arbeitenden Brennkraftmaschinen Im Hauptpatent ist gezeigt worden, wie der Kreislaufbetrieb von Brennkraftmaschinen, die mindestens zeitweise unter Luftabschluß laufen sollen, besonders einfach gestaltet werden kann, wenn der jeweils aus den Schwaden zu entfernende Teil der Verbrennungsgase dem Verbrennungsraum der Maschine zu einer Zeit entnommen wird, in welcher der Gasdruck im Verbrennungsraum noch über dem Auspuffgegendruck liegt.
• Damit nun immer die dem. jeweiligen Betriebszustand und dem jeweiligen Außendruck entsprechende Schwadenmenge ausgestoßen wird, ist eine Steuerung des Vorauslaßorgans notwendig, die es gestattet, sowohl die Öffnungsdauer des Vorauslaßorgans als auch seine Öffnungszeit in bestimmten Grenzen zu regeln. Geschieht die Steuerung des Auslaßorgans in bekannter Weise durch eine mechanische Steuerung, so kann die Regelung der Öffnungszeit in verhältnismäßig einfacher Weise, z. B. durch Zwischenschalten einer Steilgewindenuß oder eines Planetengetriebes, geschehen. Die Verstellung der Öffnungsdauer dagegen ist bei einer mechanischen Steuerung äußerst schwierig, da sehr große Beschleunigungen, daher also auch große Steuerkräfte notwendig sind. Die Anwendung eines Schrägnockens, der nur punktförmige Auflage des Stößels öder der Stößelrolle ergibt, ist daher nicht tunlich. Es müssen entweder mehrere Nocken, die verschiedene Öffnungszeiten ergeben, angeordnet werden, wobei jedoch nur eine stufenweise Regelung möglich ist, oder es muß eine sehr umfangreiche und komplizierte Steuerung, z. B. nach Art der Doppelnockensteuerung, angewendet werden.
• Diese Schwierigkeiten werden gemäß der zusätzlichen Erfindung vermieden durch Anwendung einer hydraulischen Steuerung, die als Steuerglied eine als Kraftstoffeinspritzpumpe an sich bekannte Pumpe mit Schrägkantenregelung benutzt. Dann kann sowohl die Öffnungsdauer des Vorauslaßorgans,als auch seine Öffnungszeit durch die verhältnismäßig einfache Regelung der Förderung dieser Pumpe bewirkt werden.
• In der Zeichnung zeigt Bild i eine Ausführungsform der neuen Regelungseinrichtung im Axialschnitt; Bild 2 veranschaulicht im Schaubild die Wirkungsweise der neuen Regelung.
• Die regelbare Kolbenpumpe A wirkt mittels des von ihr geförderten Druckmittels über eine Druckleitung B auf die das Vorauslaßorgan steuernde Einrichtung C.
• Die Pumpe besteht aus dem Pumpenzylinder i, dem darin axial beweglichen und drehbaren Pumpenkolben 2 mit schräger Steuerkante 3, welche mit der oder den Querbohrungen 4 des Zylinders i zusammenwirkt. Das Druckventil (Entlastungsventil 5) ist mit einer engen durchgehenden Mittelbohrung 6 versehen. Bei jedem Hub des Kolbens :2 wird eine der Einstellung der Pumpe entsprechende Menge Druckflüssigkeit über die Leitung B in den Zylinder 7 der Steuerungseinrichtung hinter dessen Steuerkolben 8 gedrückt und dadurch der Steuerkolben auf die unter Wirkung der Gegenfeder 9 stehende Spindel io. des Vorauslaßventils zu bewegt, so daß diese den Weg des Steuerkolbens 8 mitmacht.
• Der Hub des Steuerkolbens 8 wird begrenzt durch eine überlaufbohrung i i, über die die geförderte Druckflüssigkeit wieder in den Vorratsbehälter zurückfließen kann. Die Dauer der Eröffnung des Vorauslaßorgans wird durch die Menge des geförderten Druckmittels begrenzt. Diese Menge kann nun an der Pumpe ,4 sehr leicht eingestellt werden, z. B. durch Verdrehen des Pumpenkolbens 2. Je nach der Größe der Verdrehung gibt die schräge Abschlußkante 3 des Kolbens 2 die Bohrung 4 im Zylinder i früher oder später frei, worauf die Druckleitung B entlastet wird, das Druckmittel zurückströmt und das Vorauslaßorgan sich unter der Wirkung der Feder 9 schließt.
• Ist die Menge des von der Pumpe A geförderten Druckmittels kleiner als das vom Steuerkolben 8 bei vollem Hub freigegebene Volumen, so legt der Steuerkolben 8 nicht den vollen Öffnungshub zurück. Es findet dann auch kein Überströmen des Druckmittels durch die Bohrung ii statt, sondern die Säule der Druckflüssigkeit wirkt gleichbleibend lediglich als Übertragungsmittel und führt in der Druckleitung B nur eine pendelnde Bewegung aus. Demnach lassen sich, wie in Bild 2 veranschaulicht, Diagramme von der Ventileröffnung Null an bis zu einer gewünschten maximalen Eröffnungsdauer erzielen.
• Wird als Vorauslaßorgan ein Ventil vorgesehen, so kann ein allzu hartes Aufschlagen dieses Ventils auf seinen Sitz durch entsprechende Dämpfung vermieden werden. Beim gezeichneten Ausführungsbeispiel sind zwei Dämpfungseinrichtungen zu diesem Zweck vorgesehen.
• Am vorderen Ende des Steuerkolbens 8 ist ein Dämpfungskolben 12 entsprechend großen Durchmessers angebracht. Dieser Kolben kommt im letzten Drittel des Ventilschließweges zur Wirkung, und zwar dadurch, daß in der ihm im Zylinderkörper 7 zugeordneten Bohrung 13 die dort befindliche Luft und das Lecköl verdichtet bzw. durch den entlang_seiner Mantelfläche vorhandenen feinen Spalt verdrängt wird.
• Als zweite Dämpfungseinrichtung, welche kurz vor dem Schließen des Vorauslaßventils wirksam wird, wird das an der Pumpe A üblicherweise vorgesehene Ventil 5 so bemessen, daß es schließt, bevor das Vorauslaßventil und damit auch der Steuerkolben 8 in ihre Anfangsstellung zurückgegangen sind.
• Der Rest des nun noch in der Druckleitung B befindlichen Druckmittels kann nur langsam durch die enge Mittelbohrung 6 zurückströmen. Durch entsprechende Bemessung dieser Bohrung kann die Rückströmgeschwindigkeit so verringert werden, daß, ganz unabhängig von der Drehzahl der Maschine, eine bestimmte Geschwindigkeit beim Auftreffen des Vorauslaßventils auf seinen Sitz nicht überschritten wird. Die Verstellung der Eröffnungszeit des Vorauslaßventils durch Regelung an der Pumpe A geschieht in einfachster Art durch die üblicherweise an der an sich bekannten Pumpe angebrachte Regelungseinrichtung, nämlich einen Versteller, der die Nockenwelle der Pumpe durch Verschieben einer Steilgewindebüchse zur antreibenden Welle verdreht.
• Die Regelung des Vorauslaßbetriebes muß i. die mit der Belastung des Motors sich ändernde Abgasmenge, 2. den beispielsweise mit der Wassertiefe wechselnden Auspuffgegendruck erfassen.
• Die Anpassung der ausströmenden Abgasmenge an die Belastung erfolgt dadurch, daß die Dauer der Ventilöffnung der zur Brennkraftmaschine geförderten Kraftstoffmenge angepaßt wird. Dazu kann die Mengenregelung der Kraftstofförderung über ein Übersetzungsgestänge unmittelbar mit der Steuerpumpe des Vorauslaßventils verbunden werden. Diese direkte Kupplung mit der Drosselstellung ist beispielsweise im Bootsbetrieb deswegen möglich, weil durch die Schraubencharakteristik jeder Drosselstellung eine bestimmte Drehzahl zugeordnet ist.
• Die Abstimmung der Ventilzeiten nach dem Gegendruck (Wassertiefe) erfolgt durch einen Regler, der in Abhängigkeit von diesem Druck den Zeitpunkt der gesamten Ventileröffnung verschiebt, ohne jedoch deren Dauer zu beeinflussen. Kleinere Fehler in der Mengenregelung werden dann durch die Tiefenregelung ausgeglichen.
• Eine zweite Möglichkeit der Regelung besteht darin, die Öffnungsdauer des Vorauslaßventils durch den Kreislaufdruck und den Öffnungszeitpunkt durch den Gegendruck zu steuern. Die Wirkungsweise der Regelung ist in Bild 2 ersichtlich gemacht und durch entsprechende Beschriftung erläutert.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Regelung des Vorauslasses bei im Kreislaufbetrieb arbeitenden Brennkraftmaschinen nach Patent 898 698, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Steuerung des Vorauslaßorgans ein hydraulischer Steuerkolben benutzt wird, auf den eine Kolbenpumpe mit Schrägkantenregelung einwirkt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben mit einer hydraulischen Hubbegrenzung in Gestalt eines bei bestimmtem Hub vom Steuerkolben freigegebenen Auslasses versehen ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i oder z, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (8) an seinem der Druckleitung (B) abgekehrten Ende einen Dämpfungskolben (i2) von größerem Querschnitt trägt, dem eine entsprechende zylindrische Ausnehmung (i3) im Steuerkolbenzylinder (7) zugeordnet ist. q..
4. Einrichtung nach Anspruch i oder den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dämpfung der Schließbewegung des Vorauslaßorgans das an der Pumpe in bekannter Weise vorgesehene Entlastungsventil (5) so bemessen und mit einer so engen Längsbohrung (6) versehen ist, daß beim Schließen des Vorauslaßorgans die gewollte Dämpfungswirkung eintritt.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch i oder den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die'Dauer der Öffnung des Vorauslaßorgans in Abhängigkeit von der Menge des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffes steht, der öffnungszeitpunkt dagegen vom Auspuffgegendruck abhängig gemacht ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch i oder den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungsdauer des Vorauslaßorgans vom Kreislaufdruck, der Öffnungszeitpunkt dagegen vom Gegendruck abhängig gemacht ist.