DK173135B1 - Hydrauliksystem til en forbrændingsmotor og med flere af dennes aksel drevne højtrykspumper. - Google Patents

Description

i DK 173135 B1

Opfindelsen angår et hydrauliksystem til en forbrændingsmotor med flere brændselspumper og flere udstødsventiler, hvor mindst en højtrykspumpe forsyner hydrauliske drevindretninger, såsom pumpedrev for 5 brændselspumperne og hydrauliske aktuatorer for udstødsventilerne, med energi fra tryksat hydraulikvæske.

Der har gennem snart mange år været separate forslag om, at brændselspumpeme og udstødsventilerne på en stor totakts krydshovedmotor skulle være hydrau-10 lisk aktiveret i stedet for den meget velkendte kamak-selaktivering. I ansøgerens danske patent nr. 41046 fra 1929 blev foreslået en hydraulisk drevet brændselspumpe, og fra nyere tid kan nævnes dansk patent nr.

151145 på en hydraulisk drevet brændselspumpe og dansk 15 patent nr. 148 664 på en elektronisk styret og hydraulisk aktiveret udstødsventil.

De forskellige kendte forslag om rent hydraulisk aktivering af udstødsventiler og brænde Ispumper på store totakts krydshovedmotorer har ikke fundet samti-20 dig kommerciel anvendelse som følge af den komplicerede udformning af de hydrauliske fødesystemer i kombination med det store energiforbrug, der kan medgå til at holde de hydrauliske enheder forsynet med højtryks hydraulikvæske. En forudsætning for kommerciel fremstilling af 25 en forbrændingsmotor uden kamaksel, dvs. uden mekanisk aktivering af brændselspumper og udstødsventiler, er at de hydrauliske drevindretninger har et hydraulisk fødesystem, der er driftssikkert og energimæssigt forsvarligt udformet. Når forbrændingsmotoren anvendes 30 som hovedmotor i et skib er driftssikkerheden desuden af betydning.

Det er karakteristisk for drevindretningemes behov for hydraulikvæske, at de forbruger en større mængde per tid, når motorens belastning er større. Hvis " 35 højtrykspumpen udformes til at klare enhedernes mæng- 2 DK 173135 B1 % debehov ved fuld motorbelastning, vil der være stor i overskudskapacitet ved lav belastning.

Opfindelsen har til formål at anvise et hydrauliksystem, der både er driftssikkert og samtidig giver et 5 fordelagtigt lavt energiforbrug.

Med henblik herpå er opfindelsen ejendommelig ved, at hydrauliksystemet omfatter mindst tre højtrykspumper, hvoraf mindst to er primærpumper, som er akseldrevne af forbrændingsmotoren, så deres omdrejnings-10 tal varierer i et forudbestemt forhold med omdrejningstallet af motorens krumtapaksel, og hvoraf mindst en er reguleringspumpe, som er elektrisk drevet og har styrbar leveringsmængde.

Opdelingen af leveringsmængden på mindst tre 15 pumper forbedrer motorens samlede driftssikkerhed, fordi følgerne af svigt i én pumpe ikke medfører så stort tab af leveringskapacitet som ved kun to pumper og heller ikke fører til en driftstilstand, hvor der ikke er en reservepumpe. Sikkerheden er også væsentligt 20 forbedret af, at mindst to af pumperne er akseldrevne primærpumper, der dels kan have væsentlig enklere egenudformning end en elektrisk drevet regulerings-pumpe, dels er den direkte kobling af en pumpe til en aksel et af de mest driftsikre pumpedrev, der kendes.

25 Primærpumpernes akseltilkoblinger giver således en sikker levering af hydraulikvæske, når forbrændingsmotorens aksel roterer.

I energimæssig henseende opnås flere fordele. For det første giver opdelingen af pumpearbejdet på flere 30 pumper bedre mulighed for, at den enkelte pumpe kører tæt ved sit designpunkt med optimale driftsforhold, fordi hver pumpe udsættes for mindre variation i leveringsmængde. For det andet kan leveringen fra pumperne ind- og udkobles i finere trin, når antallet 35 af pumper er større. For det tredie er transmissions- Λ· 3 DK 173135 B1 tabet i primærpumpernes akseltilkobling fordelagtigt lavt. For det fjerde opnås automatisk i forbindelse med forbrændingsmotorer, der ændrer omdrejningstal ved belastningsændringer, en delvis tilpasning af leverings-5 mængden til den øjeblikkelige belastning, fordi primærpumpen også ændrer omdrejningstal og dermed leverings-mængde. Disse forhold giver et fordelagtigt lavt energiforbrug til leveringen af højtryks hydraulikvæske. Den elektrisk drevne reguleringspumpe giver en 10 yderligere mulighed for fintilpasning af leveringsmængden til drevindretningemes øjeblikkelige mængde-behov for hydraulikvæske. Da reguleringspumpen er elektrisk drevet kan dens leveringsmængde styres helt uafhængigt af forbrændingsmotorens driftstilstand.

15 Højtrykspumpernes høje driftssikkerhed og deres relativt lave energiforbrug muliggør, at hydrauliksystemet med tilhørende drevindretninger erstatter den traditionelle kamaksel i store totakts krydshoved-motorer, der blandt andet anvendes som fremdrivnings-20 motorer i skibe.

Det er ifølge opfindelsen muligt at anvende primærpumper, der er mængdeindstillelige udover styringen som følge af deres omdrejningstal, men det foretrækkes, at hver primærpumpe giver en konstant le-25 veringsmængde per akselomdrejning. Dette giver en forbedring af driftssikkerheden, fordi pumperne kan udformes med et fåtal af komponenter, eksempelvis som fast-deplacement aksialstempelpumper af standardtype.

Da i det mindste nogle af primærpumperne ikke 3 0 behøver at være mængderegulerbare ved fast omdrejningstal kan de være bedre optimeret til driftsbetingelserne og dermed have væsentlig større virkningsgrad end reguleringspumpen, der er mængderegulerbar og mere kompliceret udformet.

35 For yderligere optimering af energiforbruget \ 4 DK 173135 B1 foretrækkes, at reguleringspumpen er tilsluttet en elektrisk motor/generatorenhed og er styrbar fra en pumpetilstand, hvor den er drevet af den elektriske motor og leverer tryksat hydraulikvæske, til en motor-5 tilstand, hvor den forbruger tryksat hydraulikvæske og driver den elektriske generator. Dette muliggør en nedsættelse af reguleringspumpens størrelse med en tilsvarende forøgelse af de mere effektive primærpura-pers størrelse, fordi reguleringspumpen kan regulere 10 både positivt og negativt på leveringsmængden fra primærpumpeme. Hvis primærpumperne leverer mere hydraulikvæske end nødvendigt, kan reguleringspumpen forbruge den overskydende mængde og producere elektrisk energi, og hvis de leverer for lidt, kan regulerings-15 pumpen levere den manglende mængde.

I en foretrukken videreudvikling har reguleringspumpen en kapacitet på fra 40 til 60%, fortrinsvis hovedsagelig 50%, af en primærpumpes kapacitet, og primærpumpeme har hovedsagelig ens kapacitet. Denne 20 indbyrdes fordeling af pumpestørrelserne minimerer den af reguleringspumpen leverede væskemængde til et minimum og muliggør en trinvis ind- og udkobling af leveringen fra en primærpumpe stort set uden ændring af den samlede leveringsmængde, når reguleringspumpen 25 virker ved fuld ydelse som pumpe eller motor.

Det foretrækkes, at der er mindst fire primærpumper og mindst to reguleringspumper. Dette giver passende små pumpestørrelser kombineret med særdeles ringe risiko for samtidig svigt i alle pumperne.

30 I en foretrukken udførelsesform er hver primærpum pe parallelforbundet med en indstillelig omløbsventil, der kan returnere hele eller en del af hydraulikvæsken leveret fra pumpen til dennes sugeside, og i primærpumpens trykledning til højtryksledningen er der en 35 kontraventil beliggende mellem højtryksledningen og 5 DK 173135 B1 returledningen med omløbsventilen. Når der ikke er behov for en leveringsmængde fra primærpumpen kan omløbsventilen åbnes helt med den virkning, at trykket i primærpumpens trykledning falder næsten ned til 5 lavtryksledningens tryk, idet kontraventilen mellem højtryksledningen og omløbsventilen af spærrer højtryksledningens tryk fra primærpumpen og omløbsventilen. I denne situation er trykdifferensen mellem primærpumpens suge- og trykside kun frembragt af strømningsmodstanden 10 i ringkredsløbet fra lavtryksledningen frem gennem primærpumpen og retur gennem returledningen. Tryk-differensen er meget lille, og primærpumpen forbruger kun en ringe mængde energi ved at være udkoblet på denne måde.

15 I sin simpleste udformning er omløbsventilen en afspærringsventil med en en lukket og en åben stilling.

Det er også muligt at udforme omløbsventilen som en reguleringsventil, der regulerer leveringstrykket fra primærpumpen. Denne regulering kan være fælles for alle 20 primærpumperne, så trykket i højtryksledningen bliver indstilleligt på fordelagtig enkel måde, hvor der ikke er anvendt unødig energi til tryksætning af hydraulikvæsken.

I en foretrukken udførelsesform er trykket i 25 højtryksledningen elektronisk styret ved hjælp af en ventil, der indstiller leveringsmængden fra reguleringspumpen. Ved at variere leverings- eller forbrugsmængden fra reguleringspumpen og derved kompensere for forskellene mellem den af primærpumperne øjeblikkeligt 30 leverede mængde og det øjeblikkelige forbrug, kan energitabet i det hydrauliske system som følge af manglende udnyttelse af pumpernes fulde leveringstryk til „ højtryksledningen minimeres, idet leveringstrykket løbende kan justeres til at svare til det øjeblikkeli-35 ge, minimale leveringstryk til den af de hydrauliske 6 DK 173135 B1 drevindretninger, der kræver det højeste leveringstryk ved den pågældende driftstilstand.

Når hydrauliksystemet forsyner hydrauliske pumpedrev for brændselspumperne og hydrauliske aktua-5 torer for udstødsventilerne i en forbrændingsmotor, kan leveringstrykket fra højtrykspumpeme være højst 75% af leveringstrykket ved 100% belastning af forbrændingsmotoren, når dennes belastning er 70% eller mindre.

Dermed opnås en mærkbar energibesparelse til drivningen 10 af de hydrauliske højtrykspumper.

Hydrauliksystemet kan fordelagtigt være udformet således, at en første elektronisk styreenhed styrer mindst en reguleringspumpe og mindst en primærpumpes omløbsventil, og at en anden elektronisk styreenhed 15 styrer mindst en anden reguleringspumpe og mindst en anden primærpumpes omløbsventil. De elektroniske styreenheder foretager først og fremmest styring for at tilpasse den øjeblikkelige leveringsmængde og fortrinsvis også det øjeblikkelige leveringstryk fra pumperne 20 til mængde- og trykbehov hos hydraulikforbrugeme. Af hensyn til driftsikkerheden foretrækkes, at manglende styring medfører fuld leveringsmængde ved maksimaltryk. Anvendelse af flere styreenheder, der styrer både primærpumper og reguleringspumper, giver en særdeles 25 høj sikkerhed mod fuldstændigt funktionssvigt i det hydrauliske system.

Eksempler på udførelsesformer for opfindelsen beskrives herefter nærmere med henvisning til den skematiske tegning, der viser et forenklet diagram over 30 et hydrauliksystem til en totakts krydshovedmotor.

Et hydrauliksystem leverer hydraulikvæske under tryk til hydrauliske enheder på en totakts krydshoved-motor. Motoren har flere cylindre, der er forsynet med hydrauliske drevindretninger 1, såsom pumpedrev for 35 brændselspumper og hydrauliske aktuatorer for udstøds- 7 DK 173135 B1 ventiler. Disse to typer har indbyrdes forskellige forbrug af hydraulikvæske ved forskellige motorbelastninger, ligesom også deres krav til minimalt hydrauliktryk kan variere forskelligt. Hydrauliksystemet skal 5 som minimum kunne frembringe en leveringsmængde, der dækker behovet ved den maksimale motorbelastning, hvor det samlede forbrug er størst. Den maksimale motorbelastning vil sædvanligvis også kræve det største leveringstryk.

10 Hydraulikvæske kan leveres fra en lagertank og kan eksempelvis være en standard hydraulikolie, men det foretrækkes, at motorens smøreolie anvendes som hydraulikvæske, og at systemet fødes fra motorens oliesump 2.

En forpumpe 3 sender hydraulikvæsken gennem mindst en 15 filtreringsindretning 4 til en lavtryksledning 5, hvortil fire primærpumper 6 og to reguleringspumper 7 er tilsluttet. Forpumpen kan eksempelvis opretholde et tryk i lavtryks ledningen på mellem l og 5 bars overtryk, typisk omkring 2 bars overtryk, hvilket giver den 20 fordel, at primærpumperne holdes fyldt med hydraulikvæske ved et positivt ansugningstryk, der modvirker kavitation og tørkøring i pumperne. Primærpumpeme behøver dermed ikke at være af selvansugende type.

Forbrændingsmotoren kan enten have en fast om-25 drejningsretning, hvilket for de store totakts krydsho-vedmotorer betyder, at motoren enten er en stationær drivmaskine i et kraftværk eller er en skibemotor forbundet til en propeller med indstillig stigning, eller kan være reverserbare, så motoren kan køre med 30 fuld ydelse og under tilnærmelsesvis ens forhold i begge omdrejningsretninger, hvilket er tilfældet for en skibsmotor forbundet med en propeller med fast stig-, ning.

Den på tegningen illustrerede udførelsesform 35 forsyner en reverserbar totakts krydshovedmotor i et 8 DK 173135 B1 skib med hydraulikvæske. Skibsmotoren har ingen traditionel kamaksel, og dens udstødsventiler og brændselspumper er hydraulisk drevne og elektronisk styrede. Det er også muligt at anvende en fælles højtrykskilde for 5 brændsel med konstant tryk, og så udelade separate brændselspumper for de enkelte cylindre, men de hydraulisk drevne brændselspumper foretrækkes. Endvidere kan de hydrauliske drevindretninger, som holdes forsynet med hydraulikvæske også være af andre typer, såsom 10 omstillingsventiler og pumper.

Primærpumperne 6 er via en udveksling direkte drevet fra en eller flere aksler i skibsmotoren, typisk motorens krumtapaksel. Udvekslingsforholdet vælges, så primærpumperne får et passende omløbstal, når skibs-15 motoren kører ved sædvanlig, fuld belastning. For en skibsmotor med en cylinderboring på 500 mm og et omdrejningstal ved 100% belastning på omkring 125 rpm kan primærpumpeme have 11 gange højere omløbstal end den drivende krumtapaksel. Større skibsmotorer kan have 20 lavere omdrejningstal, og primærpumperne kan så have endnu højere udvekslingsforhold. Primærpumperne kan vælges efter opnåelse af høj virkningsgrad. Der kan eksempelvis vælges en aksialstempelpumpe af det tyske fabrikat Mannesmann-Rexroth GmbH med hovedtypebetegnel-25 sen A4FM, der har en virkningsgrad på ca. η - 0,95.

Dette er en positiv fortrængningspumpe med fast depla-cement, dvs. pumpekapaciteten afhænger kun af omløbstallet på pumpens aksel. Det er en fordel at vælge en fast-deplacements pumpe, fordi den har enkel udformning 30 med resulterende høj virkningsgrad og stor pålidelighed.

Da skibsmotoren er reverserbar, varierer dens omdrejningstal også med motorbelastningen, hvilket giver en særlig fordel i forbindelse med primærpumper-35 ne, idet det lavere omdrejningstal ved lavere belast- 9 DK 173135 B1 ning automatisk giver en lavere leveringsmængde fra primærpumperne samtidig med, at forbrugsmængden af hydraulikvæske falder. Mens leveringsmængden fra primærpumperne varierer proportionalt med skibsmotorens 5 omdrejningstal, ændres forbruget dog mere end proportionalt med omdrejningstallet. Som følge af deres høje virkningsgrad vil det være passende at vælge primærpumpernes samlede kapacitet således, at de netop dækker motorens hydraulikforbrug ved 100% motorbelast-10 ning.

Primærpumperne skifter omdrejningsretning samtidig med akslen, og de er gjort uafhængige af omdrejningsretningen ved at placere hver pumpe i et ledningsstykke 8, der i begge ender er forbundet med både lav- og 15 højtryksledningerne. Ledningsstykket 8 strækker sig mellem to tilslutninger 9 til en tilgangsledning 10 og en afgangs ledning 11. Ved tilslutningerne kan ledningerne være svejst sammen eller være samlet på anden måde, såsom boltet til en T-fitting. Ledningerne kan 20 også være udformet som borede kanaler i et blokformet legeme, og i dette tilfælde er tilslutningerne de steder, hvor den ene kanal løber ud i den anden. Tilgangs ledningen 10 kan være en enkelt ledning, der udgår fra lavtryksledningen 5 og forgrenes til de to 25 tilslutninger 9. Alternativt kan tilslutningerne 9 have hver deres tilgangsledning til lavtryksledningen.

Mellem lavtryksledningen 5 og hver af tilslutningerne 9 er der en kontraventil 12 og 12', som kun tillader væskestrømning i retning fra lavtryksledningen til 30 primærpumpen. På afgangssiden foretrækkes, at de to afgangsledninger forenes i en enkelt afgangsledning inden tilslutningen til en højtryksledning 14. En , kontraventil 13 og 13', der kun tillader væskestrømning i retning fra primærpumpen til højtryksledningen, er 35 placeret i hver af afgangsledningeme, inden de forenes 10 DK 173135 B1 til den enkelte ledning.

Primærpumpernes tilkobling til lav- og høj tryks-ledningerne på ovennævnte måde giver en resulterende strømning fra lavtryks- til høj tryksledningen, uanset 5 om primærpumpen drives med den ene eller den anden omløbsretning. Når primærpumpen kører den ene vej rundt, strømmer hydraulikvæsken gennem tilgangsledningens forgrening med kontraventilen 12' gennem ledningsstykket 8 i venstre retning på tegningen og 10 afleveres til højtryksledningen via afgångsledningens forgrening med kontraventilen 13. Når primærpumpen kører den modsatte vej rundt, strømmer hydraulikvæsken gennem tilgangs ledn ingens forgrening med kontraventilen 12 gennem ledningsstykket 8 i højre retning på teg-15 ningen og afleveres til højtryksledningen via afgangsledningens forgrening med kontraventilen 13'. Primærpumperne kan levere deres fulde kapacitet ved begge omdrejningsretninger, hvilket tillader drevindretningerne at have hovedsageligt samme forbrug af hydrau-20 likvæske ved begge omdrejningsretninger. Det er alternativt muligt at indskyde et reverseringsgear og en kobling mellem drivakslen og hver enkelt primærpumpe, men dette nedsætter fordelene ved at anvende direkte akseldrivning af primærpumpeme. Hvis motoren ikke er 25 reverserbar, kan forgreningerne af til- og afgangs-ledningerne med tilhørende kontraventiler 12, 12', 13 og 13' udelades, og ledningerne 10, 11 kan være sluttet direkte til primærpumpen 6.

Ved hver primærpumpe er der en returledning 15 med 30 en omløbsventil 18 i form af en elektronisk aktiveret styreventil med mindst to stillinger, der er fjederbelastet til den på tegningen viste yderstilling, hvor returledningen er afbrudt. Når omløbsventilen aktiveres af et styresignal, skifter den til den anden stilling, 35 hvor returledningen er åben. Returledningen udgår fra DK 173135 B1 n afgangs ledningen 11 og fører til lavtryksledningen 5 eller et andet tilslutningssted på sugesiden af primær-pumpen. En kontraventil 17 i afgangsledningen ligger mellem returledningens afgrening og højtryksledningen 5 14. Kontraventilen 17 hindrer højtrykket i ledningen 14 i at forplante sig til området for returledningens afgrening.

I en ikke vist, alternativ udførelsesform er omløbsventilen udformet som en overtryksventil med 10 indstilleligt åbnetryk. Når den tilhørende primærpumpe ønskes taget ud af drift/sat i drift for at tilpasse den leverede hydraulikmængde til det øjeblikkelige forbrug, kan åbnetrykket henholdsvis sænkes til under trykket i lavtryksledningen og hæves til et åbnetryk 15 større end trykket i højtryksledningen.

Reguleringspumpen 7 er en eldrevet, elektronisk styret aksialstempelpumpe. Der kan eksempelvis vælges en aksialstempelpumpe af det tyske fabrikat Mannesmann-Rexroth GmbH med hovedtypebetegnelsen A4VS0, der ved 20 fuld leveringsmængde har en maksimal virkningsgrad på η - 0,90. Ved lavere leveringsmængder er virkningsgraden væsentligt lavere. Dette er en positiv fortrængningspumpe med variabelt deplacement, hvor pumpe-stemplerne er svingbart monteret på en skive, der 25 roteres af pumpeakslen, og er forskydelige i cylindre i en medroterende tromle, hvis længdeakse er vinkelindstillelig i forhold til pumpeakslens længdeakse. Ved hjælp af en længdeforskydelig glider kan hældningen af tromlen med cylindrene ændres, så stemplernes slag-30 længde ændres. Tromlen har en neutralstilling, hvor den ligger koaksialt i forlængelse af pumpeakslen, så stemplerne har slaglængden nul. I tillæg til reguleringen af pumpens leveringsmængde ved indstilling af tromlens positive hældning, kan tromlens hældning ' 35 ændres til at ligge på den anden side af neutralstil- 12 DK 173135 B1 lingen. Derved indstilles pumpen til at virke som motor i stedet for som pumpe, dvs. den kan indstilles til såkaldt negativ leveringsmængde, hvor den forbruger hydraulikvæske fra højtryksledningen og afleverer 5 væsken til lavtryksledningen.

Reguleringspumpen er akselforbundet med en elektrisk motor/generatorenhed 19, der driver reguleringspumpen, når den afleverer væske til højtryksledningen 14, og drives af reguleringspumpen og producerer 10 elektrisk energi, når denne forbruger væske fra højtryksledningen. Reguleringspumpen indstilles ved hjælp af en elektronisk styret proportionalventil 18, der indstiller tromlens hældning og dermed driftsstillingen af reguleringspumpen. Reguleringspumpen styrer trykket 15 i højtryksledningen via indstillingen af ventilen 18, der således kan kaldes en tryks tyringsventil. Denne indstilling kan eksempelvis ske på basis af en styrespænding, hvor højere spænding fører til en trykstigning i højtryksledningen. Trykket i højtryksledningen 20 kan for store totakts krydshovedmotorer passende styres til at variere inden for et interval fra 125 bar til 300 bar, hvor de lave tryk anvendes ved tomgangsbelastning og de høje tryk på mere end 250 bar ved 100V belastning af motoren. Ved at sænke trykket ved lavere 25 motorbelastninger opnås en besparelse af den energi, som udtages fra motoranlægget til tryksætningen af højtryksvæsken i ledningen 14.

En styreventil 20 er beliggende mellem pumpen 7 og højtryksledningen 14. Styreventilen har to stillinger, 30 hvoraf ventilen i den ene placerer en kontraventil, der kun tillader strømning i retning af højtryksledningen, inde i strømningsbanen til højtryksledningen og i den anden stilling holder strømningsbanen åben, så reguleringspumpen 7 kan forbruge hydraulikvæske fra højtryks-35 ledningen. Styreventilen 20 er fjederbelastet til 13 DK 173135 B1 indtagelse af den førstnævnte stilling, men kan aktiveres elektronisk til indtagelse af den anden stilling.

Hvis der skulle ske svigt i den elektroniske styring, indstiller styreventilen 20 sig tvangsmæssigt i stil-5 lingen med aktiv kontraventil, så tryktab fra højtryksledningen er hindret. Højtryksledningen indeholder en ikke vist sikkerhedsventil, der kan bortlede væske, hvis trykket frembragt af primærpumpeme uden trykstyring fra reguleringspumperne 7 overstiger et forudbe-10 stemt maksimumstryk på eksempelvis 310 bar. Hvis hele den elektroniske styring svigter, vil alle primærpum-perne blive tvangsmæssigt indkoblet, og reguleringspumperne tvangsmæssigt udkoblet, hvilket medfører levering af fuld hydraulikmængde uanset forbruget. Ikke 15 forbrugt hydraulikvæske bortledes via sikkerhedsventilen i højtryksledningen.

Som alternativ til anvendelsen af styreventilen 20 eller som en ekstra sikkerhed kan reguleringspumpen være forsynet med en elektrisk styret og mekanisk 20 virkende bremse, såsom en skivebremse med bremse-klodser, der af en magnetiseringsstrøm holdes borte fra bremseskiven. Hvis der skulle ske svigt i det elektriske system, forsvinder magnetiseringsstrømmen, så mekaniske trykfjedre bringer bremseklodseme til en 25 aktivt bremsende stilling i anlæg mod bremseskiven, hvilket bremser reguleringspumpen til stilstand.

Hydrauliksystemets styring sker via to elektroniske styreenheder 21, der hver styrer to primærpumper og en regule'ringspumpe, dvs. oraløbsventilerne 16, pro-30 portionalventilen 18 og styreventilen 20. På tegningen er styreenheden 21 med tilhørende enheder omkranset af stiplet linie. Hvis kun en af styreenhederne 21 svigter, kan den anden styreenhed stadig opretholde trykstyringen i højtryksledningen 14.

, 35 Styreenheden 21 modtager til brug for trykstyrin- 14 DK 173135 B1 gen målesignaler fra en tryksensor 22 på lavtryksledningen 5 og en tryksensor 23 på højtryksledningen 14 samt signal om den øjeblikkelige motorbelastning.

Når forbrændingsmotoren er standset og står i 5 startklar tilstand, er en af reguleringspumpeme 7 startet, så højtryksledningen 14 er tryksat. Hvis proportionalventilen 18 ikke modtager en styrespænding fra styreenheden 21, kan reguleringspumpen 7 stå i en udgangsstilling, hvor den pumper en forudbestemt mængde 10 olie hen i højtryksledningen, eksempelvis omtrent 20% af reguleringspumpens fulde leveringsmængde. Denne leveringsmængde er tilstrækkelig til at starte forbrændingsmotoren, hvorefter primærpumpeme leverer. Ved reversering kan reguleringspumperne opretholde hydrau-15 liktrykket i det laveste omdrejningstalsområde.

Alle ledningerne 8, 10 og 11 omkring primærpura-peme 6 kan være udformet som strømningspassager i en manifold, fx være borede kanaler i et større, blokformet legeme. Derved mindskes antallet af rørsamlinger, 20 fittings med videre. Det er også muligt at integrere reguleringspumperne 7 i en sådan manifold. Det er muligt at udforme systemet med kun to primærpumper og en enkelt reguleringspumpe samt en enkelt styreenhed 21, men fire eller flere primærpumper foretrækkes. Af 25 hensyn til driftssikkerheden foretrækkes også, at der er mindst to reguleringspumper 7, styret af hver sin styreenhed.

Claims (10)

15 DK 173135 B1

1. Hydraulik system til en forbrændingsmotor med flere brændselspumper og flere udstødsventiler, hvor mindst en højtrykspumpe forsyner hydrauliske drevind-5 retninger (1), såsom pumpedrev for brændselspumpeme og hydrauliske aktuatorer for udstødsventilerne, med energi fra tryksat hydraulikvæske, kendetegnet ved, at hydrauliksystemet omfatter mindst tre højtrykspumper, hvoraf mindst to er primærpumper (6) , 10 som er akseldrevne af forbrændingsmotoren, så deres omdrejningstal varierer i et forudbestemt forhold med omdrejningstallet af motorens krumtapaksel, og hvoraf mindst en er reguleringspumpe (7), som er elektrisk drevet og har styrbar leveringsmængde.

2. Hydrauliksystem ifølge krav 1, kende tegnet ved, at hver primærpumpe (6) giver en konstant leveringsmængde per akselomdrejning.

3. Hydrauliksystem ifølge krav 1 eller 2, k e n -detegnet ved, at primærpumpen (6) har væsentlig 20 større virkningsgrad end reguleringspumpen (7).

4. Hydrauliksystem ifølge et af kravene 1-3, kendetegnet ved, at reguleringspumpen (7) er tilsluttet en elektrisk motor/generatorenhed (19) og er styrbar fra en pumpet ilstand, hvor den er drevet af den 25 elektriske motor og leverer tryksat hydraulikvæske, til en motortilstand, hvor den forbruger tryksat hydraulikvæske og driver den elektriske generator.

5. Hydrauliksystem ifølge krav 4, kendetegnet ved, at reguleringspumpen (7) har en 30 kapacitet på fra 40 til 60%, fortrinsvis hovedsagelig 50%, af en primærpumpes (6) kapacitet, og at primærpum-peme har hovedsagelig ens kapacitet.

6. Hydrauliksystem ifølge et af kravene 1-5, kendetegnet ved, at der er mindst fire 35 primærpumper (6) og mindst to reguleringspumper (7) .

7. Hydrauliksystem ifølge et af kravene 1-6, kendetegnet ved, at hver primærpumpe (6) er 16 DK 173135 B1 parallelforbundet med en indstillelig omløbsventil (16), der kan returnere hele eller en del af hydraulikvæsken leveret fra pumpen til dennes sugeside, og at der i primærpumpens (6) trykledning til højtryksled-5 ningen er en kontraventil (17) beliggende mellem højtryksledningen og returledningen (15) med omløbsventilen.

8. Hydrauliksys tern ifølge krav 7, kendetegnet ved, at trykket i højtryksledningen er 10 elektronisk styret ved hjælp af en ventil (18), der indstiller leveringsmængden fra reguleringspumpen (7).

9. Hydrauliksystera ifølge et af kravene 1-8, kendetegnet ved, at leveringstrykket fra højtrykspumperne (6, 7) er højst 75% af leverings- 15 trykket ved 100% belastning af forbrændingsmotoren, når dennes belastning er 70% eller mindre.

10. Hydrauliksystem ifølge krav l, 7 og valgfrit et af kravene 2-6, 8 eller 9, kendetegnet ved, at en første elektronisk styreenhed (21) styrer 20 mindst en reguleringspumpe (7) og mindst en primærpumpes omløbsventil (16), og at en anden elektronisk styreenhed styrer mindet en anden reguleringspumpe og mindst en anden primærpumpes omløbsventil.