EP0686233B1 - Hubkolbenmotor - Google Patents

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EP0686233B1
EP0686233B1 EP94909017A EP94909017A EP0686233B1 EP 0686233 B1 EP0686233 B1 EP 0686233B1 EP 94909017 A EP94909017 A EP 94909017A EP 94909017 A EP94909017 A EP 94909017A EP 0686233 B1 EP0686233 B1 EP 0686233B1
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EP
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measuring
filter
line
reciprocating piston
filter housing
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Motorenfabrik Hatz GmbH and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/02—Air cleaners
    • F02M35/08—Air cleaners with means for removing dust, particles or liquids from cleaners; with means for indicating clogging; with by-pass means; Regeneration of cleaners
    • F02M35/09—Clogging indicators ; Diagnosis or testing of air cleaners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Definitions

  • the invention relates to a reciprocating piston engine, in particular a single-cylinder diesel engine with an air filter in the intake line, for the maintenance of which a pressure measuring device downstream of the filter insert in the flow direction and a slightly elastically biased measuring blade arranged in the interior of the filter housing are provided.
  • JP-A-01-163457 the damping of gas pressure pulsations is described in connection with the display of the degree of contamination of a filter element.
  • a check valve is used as the damping element, which generates a uniform mean value of the negative pressure.
  • an electrical switch is actuated in the display device.
  • German patent specification 1203045 discloses a special display device for the degree of contamination of the filter insert of an intake air filter for air-intake machines.
  • a cup-shaped indicator piston is provided within a cylindrical two-part housing which has a connection opening and can be moved within a viewing window region of the housing jacket by the negative pressure prevailing on the clean air side of the filter insert against the force of a compression spring.
  • a check valve is arranged in the housing between the connection opening and the indicator piston. The mutual coordination of the closing spring of the check valve and the spring resting on the piston takes place in such a way that the check valve opens even at a slight negative pressure and the piston opens one at the moment Vacuum assumes the corresponding position.
  • the present invention has for its object to provide a maintenance indicator for air filters in a reciprocating piston engine of the type mentioned, which, even under the influence of strong pressure pulsations, specifically responds to vacuum peaks, so that the timely replacement of the filter insert is ensured.
  • Commercial pressure gauges or maintenance indicators should be used.
  • the solution according to the proposal of the invention is that the measuring point is formed by the mouth of the measuring line in the filter housing and that inside the filter housing there is a measuring plate which covers the opening and is biased against it and which, depending on the negative pressure in the filter housing, either closes or opens the opening , such that the negative pressure in the measuring line between the measuring point and the measuring device increases continuously.
  • a slight curvature of the leaflet which is present due to the manufacturing process, can already be used.
  • the registered vacuum values must first overcome the selected slight preload before they can be displayed. Appropriate pressure gauges react to the resulting clear signal values with a clear display, even if the air flow, as with the single-cylinder diesel engine, is subject to particularly strong pulsations.
  • Such a measuring sheet with a connected measuring line results in a sufficiently precise pressure display in the form of a smoothed course of the vacuum peaks, it being possible to use commercially available maintenance indicators.
  • the measuring disc preferably consists of a rubber-like material, e.g. Silicone.
  • a measuring blade has the advantage that it causes the measuring line to be automatically ventilated, so that the reset of the measuring device is ensured by actuating a reset button which is usually present after a filter replacement.
  • the ventilation of the measuring line can also be ensured by additionally providing a bypass line which connects the filter housing to the measuring line and which is closed during operation by the filter insert, preferably by its sealing lip. If the filter insert is changed, the measuring line is automatically vented.
  • the drawing shows an air filter 1 on a single-cylinder diesel engine 2, which are connected to one another via an intake line 3.
  • the air filter 1 consists of a filter housing 4 with a supply air line 5 and a removable cover 6 for the exchange of the dirty filter insert 7, shown in the form of an annular dry air filter insert.
  • the arrows indicate the flow directions in the individual lines, the exhaust line 8 also being drawn by the cylinder 9 of the engine 2.
  • the inlet valve 10 and the outlet valve 11 are also shown schematically.
  • a measuring line 12 is connected to the filter housing 4 and leads to a pressure measuring device 13.
  • a bypass line 14 ensures that the measuring line 12 is ventilated when the filter insert 7 is replaced. During engine operation or as long as the filter insert is in place in the filter housing, the bypass line 14 is closed by the filter insert 7 itself, e.g. by the filter insert 7 having a sealing ring surface 15 at the level of the connection point of the bypass line 14.
  • FIG. 1 there is a measuring plate 16 in the interior of the filter housing 4 in front of the mouth of the measuring line 12, which is movably fastened by means of screws 17 (cf. also FIG. 1a).
  • the measuring sheet 16 sitting on the mouth of the measuring line 12 due to the suction is slightly raised during operation by the negative pressure peaks which occur from the opening of the measuring line 12, the value of the negative pressure in the pressure measuring device 13 being responsible for this is shown.
  • the measuring blade 16 has the effect that the vacuum peaks are converted into a smoothed signal value which can be clearly indicated by the pressure measuring device 13.
  • the pressure measuring device can be set so that its indicator starts to release a red field from -2000 N / m 2 (-200 mmWS) for changing the filter insert, which is up to -3500 N / m 2 (- 350 mm WS).
  • the maintenance indicator is usually mechanically snapped into place, which requires the actuation of a reset button when changing the filter.
  • a bypass line 14 is used to vent the measuring line 12, which ensures that the negative pressure present in the measuring line and in the pressure measuring device is reduced when the filter is changed and the maintenance display (red field) is reset after the reset button is pressed.

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Abstract

Bei einem Hubkolbenmotor, insbesondere Einzylinder-Dieselmotor (2) mit einem Luftfilter (1) in der Ansaugleitung (3), zu dessen Wartung ein dem Filtereinsatz (7) in Strömungsrichtung nachgeschaltetes Druckmessgerät (13) dient, ist an der Messstelle oder in der Messleitung (12) zwischen Messstelle und Messgerät (13) ein Rückschlagventil vorgesehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Hubkolbenmotor, insbesondere einen Einzylinder-Dieselmotor mit einem Luftfilter in der Ansaugleitung, zu dessen Wartung ein dem Filtereinsatz in Strömungsrichtung nachgeschaltetes Druckmeßgerät und ein im Inneren des Filtergehäuses angeordnetes geringfügig elastisch vorgespanntes Meßblättchen vorgesehen sind.
  • Herkömmlich im Handel erhältliche Druckmeßgeräte, die als Wartungsanzeiger bei Trockenluftfiltern eingesetzt werden, reagieren auf den Durchflußwiderstand des Trockenfilters, indem sie den mittleren Unterdruck anzeigen, der im Inneren des Filters in Folge seiner Verschmutzung allmählich ansteigt.
  • Insbesondere beim Einsatz derartiger Druckmeßgeräte an Luftfiltern von Einzylinder-Dieselmotoren zeigt sich, daß mit einer zuverlässigen Unterdruckanzeige nicht gerechnet werden kann. Bei mechanischen Wartungsanzeigern beobachtet man ein den Zuluftpulsationen im Filtergehäuse folgendes unruhiges Signal, welches nicht mehr eindeutig ablesbar ist; auch bei elektrischen Wartungsschaltern ergibt sich ein unbrauchbares Signal. Erst nach Erreichen eines Verschmutzungsgrads, der deutlich über dem maximal zulässigen Wert liegt, ergeben die handelsüblichen Wartungsanzeiger einen eindeutigen Ausschlag, bei dem sie das Auswechseln des Filtereinsatzes anzeigen. Da diese Anzeige einem mittleren Unterdruck entspricht, bei dem die Unterdruckspitzen bereits einen sehr großen Wert angenommen haben, ist bis dahin die Filterverschmutzung bereits über das zulässige Maß hinaus angewachsen, d.h. für die Praxis, daß der Filtereinsatz zu spät ausgewechselt wird.
  • Laut JP-A-01-163457 wird die Dämpfung von Gasdruckpulsationen im Zusammenhang mit der Anzeige des Verschmutzungsgrades eines Filterelements beschrieben. Auf der Eingangsseite eines Anzeigegeräts kommt dabei als Dämpfungselement ein Rückschlagventil zur Anwendung, welches einen vergleichmäßigten Mittelwert des Unterdrucks erzeugt. Beim Erreichen eines bestimmten Unterdrucks wird im Anzeigegerät ein elektrischer Schalter betätigt.
  • Die deutsche Auslegeschrift 1203045 offenbart eine spezielle Anzeigevorrichtung für den Verschmutzungsgrad des Filtereinsatzes eines Ansaugluftfilters für luftansaugende Maschinen. Dabei ist ein topfförmiger Anzeigekolben innerhalb eines eine Anschlußöffnung aufweisenden zylindrischen zweiteiligen Gehäuses vorgesehen, der durch den auf der Reinluftseite des Filtereinsatzes herrschenden Unterdruck gegen die Kraft einer Druckfeder innerhalb eines Sichtfensterbereichs des Gehäusemantels bewegbar ist. Im Gehäuse ist zwischen der Anschlußöffnung und dem Anzeigekolben ein Rückschlagventil angeordnet. Die gegenseitige Abstimmung der Schließfeder des Rückschlagventils und der am Kolben anliegenden Feder erfolgt so, daß sich schon bei geringem Unterdruck das Rückschlagventil öffnet und der Kolben eine dem augenblicklichen Unterdruck entsprechende Stellung einnimmt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Hubkolbenmotor der eingangs genannten Art eine Wartungsanzeige für Luftfilter vorzusehen, die, selbst unter dem Einfluß starker Druckpulsationen, gezielt auf Unterdruckspitzen reagiert, so daß das rechtzeitige Auswechseln des Filtereinsatzes gewährleistet ist. Dabei sollen handelsübliche Druckmeßanzeigegeräte bzw. Wartungsanzeiger einsetzbar sein.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Lösung gemäß dem Erfindungsvorschlag besteht darin, daß die Meßstelle durch die Mündung der Meßleitung im Filtergehäuse gebildet ist und daß im Inneren des Filtergehäuses ein die Mündungsöffnung abdeckendes, gegen diese vorgespanntes Meßblättchen angeordnet ist, welches abhängig vom Unterdruck im Filtergehäuse die Mündungsöffnung entweder verschließt oder freigibt, derart, daß der Unterdruck in der Meßleitung zwischen Meßstelle und Meßgerät ständig zunimmt. Dabei kann bereits eine leichte Durchwölbung des Blättchens, welche herstellungsbedingt vorhanden ist, ausgenutzt werden. Die registrierten Unterdruckwerte müssen erst die gewählte geringfügige Vorspannung überwinden, bevor sie angezeigt werden können. Auf die sich ergebenden deutlichen Signalwerte reagieren entsprechende Druckmeßgeräte mit einer eindeutigen Anzeige und zwar auch dann, wenn der Luftstrom, wie beim Einzylinder-Dieselmotor, besonders starken Pulsationen unterworfen ist.
  • Durch ein derartiges Meßblättchen mit angeschlossener Meßleitung ergibt sich eine hinreichend genaue Druckanzeige in Form eines geglätteten Verlaufs der Unterdruckspitzen, wobei handelsübliche Wartungsanzeiger verwendet werden können.
  • Bevorzugt besteht das Meßblättchen aus gummiartigem Werkstoff, z.B. Silikon. Ein derartiges Meßblättchen hat den Vorteil, daß es eine selbsttätige Belüftung der Meßleitung bewirkt, so daß die Rückstellung des Meßgeräts durch Betätigung eines üblicherweise vorhandenen Rückstellknopfes nach einem Filteraustausch gewährleistet ist.
  • Die Belüftung der Meßleitung kann nach einem weiteren Erfindungsvorschlag auch dadurch sichergestellt werden, daß zusätzlich eine Beipaßleitung vorgesehen ist, welche das Filtergehäuse mit der Meßleitung verbindet und welche im Betrieb durch den Filtereinsatz, vorzugsweise durch seine Dichtlippe, verschlossen ist. Wird der Filtereinsatz gewechselt, so ergibt sich damit automatisch eine Belüftung der Meßleitung.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt, jeweils in schematischer Darstellung,
    • Fig. 1
    einen an das Filtergehäuse eines Dieselmotors angeschlossenen Wartungsanzeiger und
    Fig. 1a
    eine Detailansicht zu Fig. 1.
  • Die Zeichnung zeigt einen Luftfilter 1 an einem Einzylinder-Dieselmotor 2, welche über eine Ansaugleitung 3 miteinander verbunden sind. Der Luftfilter 1 besteht aus einem Filtergehäuse 4 mit einer Zuluftleitung 5 und einem abnehmbaren Deckel 6 für den Austausch des verschmutzten Filtereinsatzes 7, dargestellt in Form eines ringförmigen Trockenluftfiltereinsatzes. Die Pfeile geben die Strömungsrichtungen in den einzelnen Leitungen an, wobei auch noch die Abgasleitung 8 vom Zylinder 9 des Motors 2 gezeichnet ist. Auch das Einlaßventil 10 und das Auslaßventil 11 sind schematisch dargestellt. Mit dem Filtergehäuse 4 ist eine Meßleitung 12 verbunden, die zu einem Druckmeßgerät 13 führt. Eine Beipaßleitung 14 gewährleistet bei einem Austausch des Filtereinsatzes 7 das Belüften der Meßleitung 12. Während des Motorbetriebs bzw. solange sich der Filtereinsatz an seinem Platz im Filtergehäuse befindet, ist die Beipaßleitung 14 durch den Filtereinsatz 7 selbst verschlossen, z.B. indem der Filtereinsatz 7 in Höhe der Anschlußstelle der Beipaßleitung 14 eine Dichtringfläche 15 aufweist.
  • Gemäß Fig. 1 befindet sich im Inneren des Filtergehäuses 4 vor der Mündung der Meßleitung 12 ein Meßblättchen 16, welches mittels Schrauben 17 beweglich befestigt ist (vgl. auch Fig. 1a). Infolge der Luftpulsationen im Inneren des Filtergehäuses, welche sich bei einem Einzylinder-Dieselmotor besonders deutlich auswirken, wird das durch den Sog in der Meßleitung 12 auf deren Mündung sitzende Meßblättchen 16 im Betrieb durch die auftretenden Unterdruckspitzen von der Mündung der Meßleitung 12 geringfügig abgehoben, wobei der hierfür verantwortliche Wert des Unterdrucks im Druckmeßgerät 13 angezeigt wird. Das Meßblättchen 16 bewirkt, daß die Unterdruckspitzen in einen geglätteten Signalwert umgewandelt werden, welcher eindeutig durch das Druckmeßgerät 13 angezeigt werden kann. Das Druckmeßgerät kann dabei in einem praktischen Beispielsfall so eingestellt sein, daß dessen Anzeiger ab -2000 N/m2 (-200 mmWS) ein rotes Feld für das Auswechseln des Filtereinsatzes freizugeben beginnt, welches sich bis zu -3500 N/m2 (-350 mm WS) erstreckt. Bei dem letztgenannten Wert erfolgt üblicherweise ein mechanisches Einrasten der Wartungsanzeige, welches beim Filterwechsel die Betätigung eines Rückstellknopfes erforderlich macht. Dem Belüften der Meßleitung 12 dient eine Beipaßleitung 14, womit sichergestellt ist, daß der in der Meßleitung und im Druckmeßgerät vorhandene Unterdruck beim Filterwechsel abgebaut und die Wartungsanzeige (rotes Feld) nach Betätigen des Rückstellknopfes zurückgestellt wird.

Claims (3)

  1. Hubkolbenmotor, insbesondere Einzylinder-Dieselmotor (2), mit einem Luftfilter (1) in der Ansaugleitung (3), zu dessen Wartung ein dem Filtereinsatz (7) in Strömungsrichtung nachgeschaltetes Druckmeßgerät (13) und ein im Inneren des Filtergehäuses (4) angeordnetes geringfügig elastisch vorgespanntes Meßblättchen (16) vorgesehen sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Meßstelle durch die Mündung der Meßleitung (12) im Filtergehäuse (4) gebildet ist, wobei das Meßblättchen (16) die Mündungsöffnung abdeckend angeordnet ist und abhängig vom Unterdruck im Filtergehäuse (4) die Mündungsöffnung entweder verschließt oder freigibt, derart, daß der Unterdruck in der Meßleitung (12) zwischen Meßstelle und Meßgerät (13) ständig zunimmt und als geglätteter Verlauf der Unterdruckspitzen meßbar ist.
  2. Hubkolbenmotor nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Meßblättchen (16) aus gummiartigem Werkstoff besteht.
  3. Hubkolbenmotor nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zusätzlich eine Beipaßleitung (14) vorgesehen ist, welche das Filtergehäuse (4) mit der Meßleitung (12) verbindet und welche im Betrieb durch den Filtereinsatz (7) verschlossen ist.
EP94909017A 1993-02-23 1994-02-22 Hubkolbenmotor Expired - Lifetime EP0686233B1 (de)

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EP0686233A1 EP0686233A1 (de) 1995-12-13
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EP (1) EP0686233B1 (de)
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AU (1) AU6204294A (de)
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WO (1) WO1994019595A1 (de)

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