DE969882C

DE969882C - Sicherung fuer eine Kolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE969882C
Application number: DEM23356A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Markus Von Kienlin; Richard Seifert; Karl Stoehr
Original assignee: Maybach Motorenbau GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1954-06-10
Filing date: 1954-06-10
Publication date: 1958-07-24

Description

AUSGEGEBEN AM 24. JULI 1958

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Es ist eine Sicherung für Kolbenbrennkraftmaschinen bekannt, bei der ein vom Kühlmitteldruck federnd bewegtes Druckglied auf elektropneumatischem Weg bewirkt, daß ein Steuerschieber bei einem Kühlmittelmindestdruck in eine das Kraftstoffregler-Steuerdruckmittel durchlassende Stellung und beim Sinken des Kühlmitteldruckes unter eine bestimmte Grenze oder beim Ausbleiben in Sperrstellung gestellt wird. Diese bekannte Bauart ist umständlich und kostspielig, weil außer den an sich vorhandenen Betriebsdruckmittelquellen noch besondere elektrische und pneumatische Steuerquellen benutzt werden.

Es ist ferner eine Sicherung für eine Kolbenbrennkraftmaschine bekannt, bei der in Abhängig keit vom hydrostatischen Druck, der durch die Höhe des Wasserstandes im Kühler erzeugt wird, ein Steuerschieber unmittelbar bewegt wird. Eine derartige Sicherung in Abhängigkeit vom Wasserstand im Kühler ist jedoch nicht ausreichend für Kolbenbrennkraftmaschinen größerer Leistung von z. B. mehreren iooo PS.

Die Erfindung geht aus von einer Sicherung für eine Kolbenbrennkraftmaschine mit druckmittelgesteuertem Kraftstoffregler, bei der ein vom Kühlmitteldruck federnd bewegtes Druckglied bewirkt, daß ein Steuerschieber bei einem bestimmten Kühlmittelmindestdruck in eine das Kraftstoffregler-Steüerdruckmittel durchlassende Stellung und beim Sinken des Kühlmitteldruckes unter eine

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bestimmte Grenze oder beim Ausbleiben in Sperrstellung gestellt wird.

Gemäß der Erfindung wird eine einfache und einwandfrei wirkende Sicherung dadurch geschaffen, daß das Druckglied sowohl von dem Druck im Hauptkühlmittelkreislauf als auch von dem Druck in einem besonderen Kühlmittelkreislauf für die Arbeitskolben beeinflußt wird und unmittelbar so auf den Steuerschieber wirkt, daß dieser nur beim ίο Auftreten der Mindestdrücke in beiden Kühlmittel ■ kreisläufen in die Durchlaßstellung gestellt wird, während schon beim Sinken oder Ausbleiben nur eines der beiden Drücke der Steuerschieber in Sperrstellung geht.
Nach einer Ausbildung der Erfindung sind die vom Kühlmitteldruck bewegten Druckorgane je mit dem Ende eines Doppelhebels verbunden, der an dem Steuerschieber gelagert ist.

Zweckmäßig sind dabei die von dem Kühlmittel beaufschlagten Druckorgane je über eine Feder und einen Druckausgleichhebel miteinander verbunden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der

nachstehenden Beschreibung erläutert.

Die Erfindung ist von besonderem Vorteil für eine Brennkraftmaschine mit Druckölschmierung, bei der bekanntlich als Steuerflüssigkeit für den Kraftstoff regler z. B. das Drucköl verwendet wird, das von der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Schmierölpumpe gefördert wird. Schon da· durch ist dafür gesorgt, daß nur dann der Brennkraftmaschine Kraftstoff zugeführt wird, wenn der notwendige Schmieröldruck vorhanden ist. Wenn die Brennkraftmaschine zudem noch die bekannte Schmierölvorpumpe hat, die vor dem Anlassen der Brennkraftmaschine den Schmier- und Kraftstoffregler-Ölkreislauf unter Druck setzt, so wird in Weiterbildung der Erfindung dieser Öldruck dazu benutzt, den Steuerschieber in die Durchlaßstellung für das Kraftstoffregler-Steueröl zu stellen, und zwar dadurch, daß von der Vorpumpe eine Leitung auf die eine Seite eines Kolbens am Steuerschieber führt. Zunächst stellt also dieser von der Vorpumpe erzeugte Öldruck den Steuerschieber in die Durchlaßstellung. Nach dem Anlassen der Maschine, wenn also· die Kühlmittel- und Schmierölpumpen von der Maschine selbst angetrieben werden und der nötige Druck erzeugt ist, wird dann durch den Kühlmitteldruck der Steuerschieber in der Durchlaßstellung gehalten. Nach dem Anlassen der Ma-_So schine wird die Vorpumpe stillgesetzt. Der von der Vorpumpe erzeugte Druck ist daher nicht mehr vorhanden.

Die Erfindung läßt sich vorteilhaft mit einem Startbegrenzer kombinieren, und zwar dadurch, daß der Druck der Schmierölvorpumpe diesen in Tätigkeit setzt, indem er den Öffnungsweg des Kraftstoffreglerschiebers bis zu der zum Anlassen der Brennkraftmaschine notwendigen Drehzahlstellung begrenzt. Auf diese Weise wird verhütet, daß der Kraftstoffregler schlagartig nach dem Anlassen auf höchste Drehzahl regelt. Die Sperre verschwindet mit dem Aufhören des Vorölpumpendruckes.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der nachstehenden Beschreibung erläutert.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung. Die Größenverhältnisse der Geräte untereinander und zur Brennkraftmaschine sind nicht auf einen einheitlichen Maßstab abgestimmt, sondern der Deutlichkeit halber in einer entsprechenden Vergrößerung oder Verkleinerung dargestellt.

ι ist eine Brennkraftmaschine, 2 eine von ihr angetriebene Kühlwasserpumpe, 3 und 4 sind ebenfalls von der Maschine angetriebene ölpumpen, und zwar 3 eine Schmierölpumpe, die das Schmieröl für das Triebwerk und das Drucköl zur Steuerung des Kraftstoffreglers und gegebenenfalls der Getriebesteuerungen u. dgl. liefert, 4 eine Kühlölpumpe, die das Kühlöl für die Kolbenkühlung fordert. Beide Pumpen fördern in üblicher Weise aus einem gemeinsamen Ölsumpf in ihren getrennten Kreisläufen über die nicht dargestellten notwendigen Filter und Rückkühler.

5 ist ein Elektromotor, der eine Schmierölvorpumpe 6 antreibt. 7 ist ein Fliehkraftpendel, das von der Brennkraftmaschine 1 angetrieben wird und dessen Ausschlag von einer Feder 8 im Gleichgewicht gehalten wird. Das Fliehkraftpendel 7 wirkt über ein Gestänge 9 auf einen Steuerschieber 10 eines an sich bekannten Kraftstoffreglers. 11 ist der Arbeitskolben des Kraftstoffreglers, 12 die Reglerfeder. Der Regler ist über einen Winkelhebel 13 und einen Hebel'14 mit einer Reglerwelle 15 verbunden, die z. B. auf die Einspritzgeräte der Brennkraftmaschine wirkt und je nach Reglerstellung deren Füllung verstellt.

Der von der Kühlwasserpumpe 2 erzeugte Druck greift über eine Biegehaut 16 gegen den Druck einer Feder 17 an dem einen Ende eines Ausgleichhebeis 18 an. An dem anderen Ende dieses Ausgleichhebels greift über eine Feder 19 ein vom Druck der Kühlölpumpe4 beaufschlagter Kolben 20 an. Die beiden Druckorgane 16 und 20 stehen durch einen Doppelhebel 21 miteinander in Verbindung. Der Doppelhebel 21 ist zwischen einer Feder 22 und einem Steuerschieber 23 gelagert. Auf der anderen Seite des Steuerschiebers 23 wirkt eine Feder 24.

Die Wirkungsweise der Sicherungen ist folgende. In der Abbildung ist die Anlage in Vollaststellung dargestellt, wie aus der Stellung des Hebels 14 auf »2« zu ersehen ist. »1« ist die Halblaststellung, »L« die Leerlauf stellung.

Vor dem Anlassen des Motors sind die Druckorgane 11, 16 und 20 sowie der Steuerschieber 23 in der tiefstmöglichen Stellung. Zunächst wird der Elektromotor 5 eingeschaltet, mit dem die Schmierölvorpumpe 6 gekuppelt ist. Hierdurch wird in. eine von der Vorpumpenförderleitung abzweigende Leitung 25 Druck gegeben, der durch eine Leitung 26 auf einen Kolben 27 des Steuerschiebers 23 wirkt. Der Druck wirkt ferner durch eine Leitung 28 auf einen Kolben 29 eines sogenannten Startbegrenzers, schiebt diesen Kolben 29 in die obere. Endlage und damit einen Sperrhebel 30 in den Weg des Ge-

stänges 9 des Kraftstoffreglers. Die Vorpumpe 6 fördert dabei durch das sich öffnende Rückschlagventil 31 in die Förderleitung 32 der von der Brennkraftmaschine 1 noch nicht angetriebenen Schmierölpumpe 3 und gibt Druck in eine Leitung 33. Die Leitung 33 mündet in einen Ringraum

34 des vom Vorpumpendruck hochgehaltenen Steuerschiebers 23. Damit ist freier Durchtritt für das Steueröl in eine Leitung 35 erzielt, die zum

ίο Ringraum des Steuerschiebers 10 des Kraftstoffreglers führt. Der Kraftstoffregler ist nun in Bereitschaft gestellt, und die Maschine kann in bekannter Weise angelassen werden. Hierbei treibt sie selbst sofort die Pumpen 2, 3 und 4 an. Der in der Schmierölpumpe 3 auftretende Druck schaltet über einen nicht dargestellten Druckwächter die Vorölpumpe 6 ab und schließt das Rückschlagventil 31. Der in der Kühlwasserpumpe 2 bzw. in der Kühlölpumpe4 auftretende Druck dringt aus den Förderleitungen der Pumpen 2 bzw. 4 unter die Biegehaut 16 bzw. den Kolben 20 und hält mit Hilfe der Feder 22 den Steuerschieber 23 in der gezeichneten Durchlaß stellung, so daß das nunmehr von der Schmierölpumpe 3 geförderte Steueröl ungehindert weiter durch die Leitungen 33 und

35 auf den Kraftstoff regler wirken kann.
Gleichzeitig mit dem Anlassen der Maschine

dreht sich auch das Fliehkraftpendel 7 und hat gegen den durch den (nicht dargestellten) Drehzahlsteller eingestellten Druck der Feder 8 das Reglergestänge 9 in die Anlaßstellung gebracht. Diese war aber durch den Sperrhebel 30 begrenzt, aber nur so lange, wie der Vorölpumpendruck aufrechterhalten ist. Nach Anlaufen der Maschine verschwindet, wie oben dargelegt, dieser Druck, und der Sperrhebel 30 wird von der Feder in die dargestellte Lage zurückgezogen, so daß das Reglergestänge ungehindert die ihm vom Fliehkraftpendel 7 erteilten Bewegungen ausführen kann.

Der Weg des Steuerschiebers 23 sowie die Abmessungen des Doppelhebels 21 und der Federn 17, 19 und 22 sind mit denen der Druckorgane, der Biegehaut 16 und des Kolbens 20, so aufeinander abgestimmt, daß beim Sinken oder Ausbleiben auch nur eines der beiden Kühlmitteldrücke der Schieber 23 die Mündung der Leitung 33 in den Ringraum 34 versperrt. Erst wenn unter beiden Druckorganen 16 und 20 der erforderliche Mindestdruck herrscht, wird der Schieber 23 in die Durchlaßstellung gestellt, so daß die Leitungen 33 und 35 über den Ringraum 34 miteinander verbunden bleiben und der Kraftstoffregler ungehindert den Steuerimpulsen folgen kann.

Selbstverständlich steigt mit zunehmender Drehzahl der Förderdruck der Kühlwasserpumpe ebenso· wie der Druck der Kühlölpumpe. Durch geeignete Bemessung der obenerwähnten Organe und mit Hilfe eines Freiweges kann ein weiteres Steigen

z. B. eines mit der Biegehaut verbundenen Druckstückes 36 ohne Einfluß auf den Doppelhebel 21 bleiben. Das bewirkt ein Anschlag 37, gegen den die Feder 22 den Doppelhebel 21 drückt, so· daß der mit der Biegehaut 16 verbundene Teil 36 ungehindert weiterbewegt werden kann. Hierbei drückt er über den Ausgleichhebel 18 auf die Feder 19 und somit auf den anderen Arm des Doppelhebels 21. Wenn in entsprechender Weise nicht auch dann der Kühlöldruck unter dem Kolben 20 mit ansteigt, würde der Doppelhebel 21 so weit absinken, bis zum Gleichgewichtszustand zwischen Feder 19 und Kühlöldruck, daß der Steuerschieber 23 durch Abwärtsgehen wieder den Zufluß zum Ringraum· 34 versperrt. Die beiden Kühlmitteldrücke sind somit abhängig voneinander und müssen gemeinsam steigen, wenn der Zufluß zum Kraftstoffregler durch die Leitung 35 aufrechterhalten bleiben soll. Sinkt z. B. der Kühlwasserdruck unter der Biegehaut 16 auf einen Mindestwert, so drückt die Feder 17 über einen Stift 38 auf ein Auge 39 des Doppelhebels 21 und nimmt diesen entsprechend mit nach unten. Durch den Ausgleichhebel 18 wird jedoch auf der anderen Seite die entgegengesetzte Bewegung vollzogen, jedoch nur bis wieder zu den eingestellten Grenzwerten und Anschlägen, so daß der Durchfluß durch den Ringraum 34 erst dann vom Schieber 23 abgestellt wird, wenn diese Grenzwerte unterschritten sind.

Die Sicherungen sind in der Abbildung rein schematisch dargestellt und auch räumlich getrennt voneinander gezeichnet. Selbstverständlich sind die beiden voneinander so eng abhängigen Kühldrucksicherungen ohnedies beisammen. Es ist aber auch möglich, die anderen Geräte, wie den Startbegrenzer und den Kraftstoffregler mit dem Fliehkraftpendel sowie gegebenenfalls weitere Sicherungen räumlich zusammen, z. B. in einem gemeinsamen Gehäuse, anzuordnen.

Durch die Erfindung ist ein umfassendes Sicherungsgerät geschaffen, das in gegenseitiger Abhängigkeit der Funktionen folgende Sicherungen übernimmt:

1. Einleitung der Triebwerkschmierung und des Steueröldruckes für den Kraftstoffregler durch eine Schmieröl vorpumpe;

2. Begrenzung der zum Anlassen notwendigen Drehzahl der Brennkraftmaschine, die ein unnötiges Hochgehen in der Drehzahl verhindert (Startbegrenzer);

3. Schmieröldrucksicherung, die den Kraftstoffregler nur bei Vorhandensein des· Schmieröl druckes mit Steueröl beliefert;

Durchlassen des Kraftstoffregler-Steueröles in Abhängigkeit von:

4. dem Vorpumpendruck,

5. dem Kühlwasserdruck und

6. dem Kühlöldruck.

Claims

Patentansprüche:

I. Sicherung für eine Kolbenbrennkraftmaschine mit druckmittelgesteuertem Kraftstoffregler, bei der ein vom Kühlmitteldruck federnd bewegtes Druckglied, bewirkt, daß ein Steuerschieber bei einem bestimmten Kühlmittelmindestdruck in eine das Kraftstoff regler-Steuerdruckmittel durchlassende Stellung und

beim Sinken des Kühlmitteldruckes unter eine - bestimmte Grenze oder beim Ausbleiben in Sperrstellung gestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckglied sowohl von dem Druck im Hauptkühlmittelkreislauf als auch von dem Druck in einem besonderen Kühlmittelkreislauf für die Arbeitskolben beeinflußt wird und unmittelbar so auf den Steuerschieber wirkt, daß dieser nur beim Auftreten der Mindestdrücke in beiden Kühlmittelkreisläufen in die Durchlaßstellung gestellt wird, während schon beim Sinken oder Ausbleiben nur eines der beiden Drücke der Steuerschieber in Sperrstellung geht.
2.' Sicherung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Kühlmitteldruck bewegten Druckorgane (Kolben 20, Biegehaut 16 od. dgl.) je mit dem Ende eines Doppelhebels (21) verbunden sind, der an dem Steuerschieber (23) gelagert ist.
3. Sicherung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Kühlmitteln beaufschlagten Druckorgane (16 bzw. 20) je über eine Feder (17 bzw. 19) und einen Druckausgleichhebel (18) miteinander verbunden sind.
4. Sicherung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (23) und der Doppelhebel (21) durch Federn (17; 19, 22, 24) in kraftschlüssiger Verbindung gehalten werden.
5. Sicherung- nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine derartige Verbindung der Enden des Doppelhebels (21) mit den Druckorganen (16,20), daß das eine Ende des Doppelhebels (21) in beiden Bewegungsrichtungen und das andere Ende (39), vorzugsweise das am Kühlwasserdruckorgan (Biegehaut 16), nur in der dem Druckabfall entsprechenden Richtung durch einen Zapfen (36) mitgenommen wird, während in der anderen Richtung die Bewegung des Doppelhebels (21) durch einen Anschlag (37) begrenzt wird, so daß eine weitere Drucksteigerung mindestens in dem Kühlwasserkreislauf ohne wesentlichen Einfluß auf die Steuerschieberbewegung bleibt.
6. Sicherung nach Anspruch 1 bis 5 für eine Brennkraftmaschine mit Druckölschmierung, bei der als Steuerdruckmittel für den Kraftstoffregler z. B. das Drucköl dient, das von der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Schmierölpumpe gefördert wird, und mit einer Schmierölvorpumpe, die vor dem Anlassen der Brennkraftmaschine den Schmier- und Kraftstoffregler-ölkreislauf unter Druck setzt, dadurch gekennzeichnet, daß von der Vorpumpe (6) eine Leitung (25, 26) auf die eine Seite eines Kolbens (27) am Steuerschieber (23) führt, so daß zunächst der von der Vorpumpe (6) erzeugte Druck den Steuerschieber (23) in die Durchlaßstellung (Abbildung) für das Kraftstoffregler-Steueröl stellt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschriften Nr. 186 048,
170;

britische Patentschrift Nr. 673 025.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© «β «18/239 9.55 (809 574/8 7.5&)