EP0916017B1 - Vorrichtung zur unterbrechung der kraftstoffversorgung - Google Patents

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EP0916017B1
EP0916017B1 EP97938877A EP97938877A EP0916017B1 EP 0916017 B1 EP0916017 B1 EP 0916017B1 EP 97938877 A EP97938877 A EP 97938877A EP 97938877 A EP97938877 A EP 97938877A EP 0916017 B1 EP0916017 B1 EP 0916017B1
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EP
European Patent Office
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internal combustion
combustion engine
pressure
diaphragm
connection
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP97938877A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0916017A1 (de
Inventor
Günter Kampichler
Albert Madl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motorenfabrik Hatz GmbH and Co KG
Original Assignee
Motorenfabrik Hatz GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP0916017A1 publication Critical patent/EP0916017A1/de
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Publication of EP0916017B1 publication Critical patent/EP0916017B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/18—Indicating or safety devices
    • F01M1/20—Indicating or safety devices concerning lubricant pressure
    • F01M1/22—Indicating or safety devices concerning lubricant pressure rendering machines or engines inoperative or idling on pressure failure
    • F01M1/24—Indicating or safety devices concerning lubricant pressure rendering machines or engines inoperative or idling on pressure failure acting on engine fuel system
    • 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 present invention relates to an internal combustion engine, especially with a single cylinder diesel engine Fuel injection system, in which for automatic Interruption of fuel supply at Lack of lubricating oil a mechanical safety device is provided.
  • a sharp drop in oil pressure in internal combustion engines is generally by lowering the oil level in the oil pan, due to blockage of the oil filter, due to defective oil pump or clogging or leakage in the oil circuit.
  • the associated lack of lubricating oil to the Bearing points lead to serious problems within a very short time Damage to the engine leading to complete Destruction of the same.
  • the Oil pressure often on the corresponding display devices Engine operator displayed there is usually a change of the Pressure signal into an electrical signal, which the Display device supplied and e.g. into a mechanical Movement of a pointer is converted.
  • the sensors and the displays are therefore susceptible to malfunction.
  • Another is the quick reaction of the operator Prerequisite for that by switching off the internal combustion engine greater damage to the same is avoided.
  • a negative pressure in the control element can be in be generated in such a way that on the oil circuit side Connection lubricating oil is sucked in, that on the crankcase side Connection due to the in the crankcase prevailing flow and pressure conditions in the Crankcase emerges.
  • an oscillating, pneumatic pressure generated In the crankcase an oscillating, pneumatic pressure generated. This is influenced pneumatic internal pressure from the selected ventilation system and the blowing volume.
  • pressurized oil is a variant possible with pressurized oil. With both variants lack of lubricating oil leads to a change in pressure in the Control line and a controlled fuel cut by the actuator.
  • this Actuator of the control circuit with a vacuum can Membrane for pressurizing a plunger on, being formed by a membrane and vacuum box Pressure chamber is open to the atmosphere.
  • the fuel injection system a fuel injection pump with suction hole, wherein the plunger to close the suction hole is provided.
  • An advantageous embodiment of the invention provides before that the plunger firmly with the membrane connected is.
  • the return spring on the opposite side of the membrane acts on a printing plate. This seals at the same time the fuel area against the negative pressure area.
  • the pressure plate enables one of the spring form adapted recess a fixation of the spring, what a good guidance and exact calculation of the membrane acting spring force, since the forces always be introduced vertically.
  • Closure plunger The formation of a self-centering is also expedient Closure plunger.
  • the plunger can for example be made of elastic Plastic or be designed as a coil spring and a hemispherical or conical one Have valve body, so that the plunger directly in front of the suction hole of the fuel injection pump centered.
  • This measured in the area between the two chokes Pressure is decoupled from the oil pressure of the oil circuit and is always significantly lower in level than this. If the oil pressure between the first and the second throttle drops above a limit value, result from the superimposition of the pneumatic Vacuum peaks resulting pressure values that also have negative pressure peaks. This signal is used in the control loop to trigger the interruption of the Fuel supply needed.
  • Control element one at one end with the vacuum box connected line for evacuating and venting the Pressure chamber is arranged.
  • This line is on theirs check valve with the other end Control line and further via a ventilation throttle associated with the atmosphere.
  • the vacuum peaks already mentioned open in each case the check valve for a short time. This takes one Pressure equalization between the one connected to the line Pressure chamber of the vacuum box and the control line instead of. This leads to a vacuum in the vacuum box.
  • the constant negative pressure in one pressure chamber and the atmospheric pressure in the other pressure chamber cause the plunger over the Membrane is moved in the direction of the suction hole, until he closes it. So that the fuel supply to the injection pump interrupted, causing the engine is turned off.
  • the ventilation throttle enables after the engine stops the return spring resets the membrane and brings the locking plunger back on standby. Because through this throttle even if the parking device comes into action, air is sucked in and the build-up of vacuum in the vacuum can is affected, the diameter of the throttle must the system must be tuned. Influencing factors can the crankcase volume, the dead volume Pipe, the membrane volume and the ventilation system his. By adding a filter, you can the entry of dirt can be prevented.
  • the present invention provides an evacuation device for manual evacuation of the vacuum side the membrane is provided. This can during the start-up phase, i.e. if not yet there is sufficient oil pressure in the vacuum box, by manual actuation of the evacuation device the engine is ready to start by a brief manipulation of the interruption device is made. For this, an additional Vacuum generated in the vacuum can.
  • FIG. 1 schematically shows a fuel injection pump 1 with a fuel supply line 2 and one Fuel return line 3, each one Connection to intake duct 4 with intake bore 5 and the suction hole attachment 6.
  • the pressure plate 7 is a perfect fit and through the O-ring seal 8 arranged sealed against negative pressure. Furthermore, there is an O-ring seal 9 within the Pressure plate 7 for sealing the plunger 10 with his hemispherical sealing head 11 is provided.
  • the plunger 10 is form-fitting with one arranged centrally on the membrane 12 Pressure plate 13 connected. Between the pressure plate 7 and the pressure plate 13 is a coil spring executed return spring 14 arranged by a cylindrical depression in the pressure plate 7 is guided laterally.
  • the membrane 12 divides the Vacuum can 15 in an open to the atmosphere Pressure chamber 16 and one via line 17 with the Control line 18 connected second pressure chamber 19.
  • Die Control line 18 has an oil circuit side Connection 20 with subsequent choke 21 and one crankcase-side connection 22 with preceding Throttle 23 on.
  • the line 17 has at its lower End a connection 24 to the pressure chamber 19 of the vacuum box 15 on.
  • line 17 a branch 25 with a throttle 26, one for Atmosphere open openings 27 and one in front arranged filter 28 on.
  • a check valve 30 before Connection 29 of line 17 is a check valve 30 arranged, which is pressurized by a spring 31 Ball valve body 32 and a valve seat 33 exists.
  • Fig. 1 In the control loop shown in Fig. 1 is a very low partial flow of the lubricating oil circuit branches off and flows through the control line 18.
  • the on Port 20 entering oil flow flows through throttle 21 and the downstream throttle 23 and occurs at port 22 in the crankcase.
  • throttle 21 and Throttle 23 By appropriate Matching the cross sections of throttle 21 and Throttle 23 is reached that the pressure between Throttle 21 and throttle 23 only to a small extent from the Oil viscosity and the delivery rate of the oil pump at one pressure controlled oil supply system depends.
  • This decoupled pressure lies between the two throttles always significantly lower in level than that in the oil pressure circuit.
  • FIG. 2 shows another embodiment of the present Invention. This is instead of Fig. 1 instead the throttle 23 a valve 35 is provided.
  • the valve 35 has a cylindrical housing 36, on the A helical spring 38 supported.
  • the first spring 38 presses on a valve plate 39, facing away from the first spring 38 Side pressurized by a second spring 40 becomes.
  • the second spring 40 in turn is based on hers other end on another valve plate 41.
  • the valve 35 leaves per upward stroke movement of the engine piston only a small amount of air in Flow towards the crankcase by the valve plate 41 is lifted off the pipe opening 42.
  • the Airflow is directed toward the first valve plate 39 the second valve opening 43 moves and closes the Flow path to the crankcase.
  • the negative pressure from the This can cause the crankcase during this suction stroke do not get further to the membrane of the vacuum box.
  • the opening pressure of the ball valve 45 is approximately 0.2 up to 0.5 bar. Only after several strokes of the The vacuum can is evacuated piston (approx. 50 strokes) and via membrane 12, plunger 10 and closure body 11 becomes the fuel supply to the injection pump interrupted. If the functions of the Lubrication system is however after several revolutions (e.g.
  • valve 35 serves primarily to ensure that the engine does not start immediately again because of the oil pressure not yet available is turned off automatically. This will do so achieved that with a stroke movement of the engine piston not the entire volume of the vacuum can at once is evacuated, but gradually.
  • FIG. 3 schematically shows a further embodiment of the present invention.
  • another rubber bellows 65 with check valve 67 as well Ventilation throttle 69 shown as a manual Evacuation device of the vacuum membrane chamber 71 serves.
  • the oil pressure on the membrane 58 on the one hand and a compression spring 59 on the other hand actuates the Valve stem.
  • the valve tappet from the corresponding pressure in the Vacuum can against the force of the compression spring in the drawn position held.
  • the oil pressure drops moves below a required minimum Compression spring the valve body over the valve lifter in Direction suction hole 64 of the pump element 63, so that the Fuel supply to the injection pump is interrupted and the engine is switched off automatically.
  • Fig. 4 shows an embodiment of a hand-operated 3 in section.
  • the Rubber bellows 65 the compression spring 66 and a check valve 67 shown.
  • a base part is also 80 shown, which on the one hand at its upper end receives the spring 66 and one on its outer circumference provides firm and tight hold for the rubber bellows 65.
  • the base part 80 points in its longitudinal direction a bore 81 on the bottom of the Base part opens into a pressure hose 68.
  • the Pressure hose 68 is in turn with the second pressure chamber 71 connected to the vacuum box.
  • FIG. 5 shows detail V from FIG. 4. It concerns around the check valve opening of valve 67, the can simultaneously serve as a throttle 68.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Einzylinder-Dieselmotor mit Kraftstoffeinspritzanlage, bei welcher zur automatischen Unterbrechung der Kraftstoffversorgung bei Schmierölmangel eine mechanische Sicherheitseinrichtung vorgesehen ist.
Bei heutigen Brennkraftmaschinen sind die Betriebssicherheit und Lebensdauer kaufentscheidende Aspekte für den Abnehmer. Daher ist es von besonderer Bedeutung beim Ausfall einzelner Komponenten größere Schäden am Gesamtsystem zu verhindern.
Starker Öldruckabfall bei Brennkraftmaschinen wird im allgemeinen durch Absinken des Ölpegels in der Ölwanne, wegen Verstopfung des Ölfilters, wegen defekter Ölpumpe oder Verstopfung oder Leckage im Ölkreislauf verursacht. Der damit verbundene Schmierölmangel an den Lagerstellen führt innerhalb kürzester Zeit zu schwerwiegenden Schäden des Motors, die bis zur völligen Zerstörung desselben führen können. Zwar wird der Öldruck häufig über entsprechende Anzeigegeräte dem Bediener der Brennkraftmaschine angezeigt, jedoch erfolgt dabei in der Regel zunächst eine Wandlung des Drucksignals in ein elektrisches Signal, welches dem Anzeigegerät zugeführt und z.B. in eine mechanische Bewegung eines Zeigers gewandelt wird. Die Sensorik und die Anzeige sind daher für Fehlfunktion anfällig. Des weiteren ist die schnelle Reaktion des Bedieners Voraussetzung dafür, daß durch Abschalten der Brennkraftmaschine eine größere Beschädigung derselben vermieden wird.
Da ein in diesem Falle erforderliches schnelles manuelles Eingreifen des Bedieners nicht jederzeit gewährleistet ist, ergibt sich die Notwendigkeit für die Anbringung einer automatischen Unterbrechung der Kraftstoffversorgung bei Schmierölmangel.
Insbesondere bei Kleindieselmotoren ist zu diesem Zweck eine mechanisch arbeitende Einrichtung, z.B. wie in der DE-A-1476112 beschrieben, einer elektrischen Regelung schon aus Platz- und Kostengründen vorzuziehen. Sehr häufig ist hier überhaupt keine elektrische Anlage vorhanden, da Kleindieselmotoren mit Handstarteinrichtungen, Kurbel oder Reversierstart ausgerüstet sind. Außerdem ist eine elektrische Sensorik zur Öldruckmessung störanfällig.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache mechanische Regelung zur automatischen Kraftstoffunterbrechung bei Schmierölmangel zur Verfügung zu stellen, die nach einer Unterbrechung ein problemloses Wiederfreigeben der Kraftstoffversorgung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß kann ein Unterdruck im Regelglied in der Weise erzeugt werden, daß an dem ölkreislaufseitigen Anschluß Schmieröl angesaugt wird, das am kurbelgehäuseseitigen Anschluß aufgrund der im Kurbelgehäuse herrschenden Strömungs- und Druckverhältnisse in das Kurbelgehäuse austritt. Im Kurbelgehäuse wird dabei durch die Hubbewegung des Kolbens ein oszillierender, pneumatischer Druck erzeugt. Beeinflußt wird dieser pneumatische Innendruck vom gewählten Entlüftungssystem und der Durchblasemenge. Alternativ ist eine Variante mit Druckölbeaufschlagung möglich. Bei beiden Varianten führt Schmierölmangel zu einer Druckänderung in der Regelleitung und zu einer dadurch gesteuerten Kraftstoffunterbrechung durch das Stellglied.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Stellglied des Regelkreises eine Unterdruckdose mit Membran zur Druckbeaufschlagung eines Verschlußstößels auf, wobei eine durch Membran und Unterdruckdose gebildete Druckkammer zu Atmosphäre hin offen ist.
Hierdurch wird in einfacher Weise eine rein mechanische Regelung mit pneumatisch betätigtem Stellglied realisiert.
Ferner ist eine Rückstellfeder zur automatischen Freigabe der Kraftstoffzufuhr vorgesehen, welche auf die Membran wirkt.
Durch diese Maßnahme wird ein einfaches, automatisches Wiederfreigeben der Kraftstoffversorgung ermöglicht, nachdem die Ursache des Schmieröldruckabfalls beseitigt worden ist.
Erfindungsgemäß weist die Kraftstoffeinspritzanlage eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit Saugloch auf, wobei der Verschlußstößel zum Verschließen des Saugloches vorgesehen ist.
Dadurch wird eine sofortige Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr ohne Nachlaufen des Motors gewährleistet. Des weiteren ist eine einfache Nachrüstung bereits bestehender Maschinen möglich.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Verschlußstößel fest mit der Membran verbunden ist.
Dies kann in einfacher Weise dadurch realisiert sein, daß im zentralen Bereich der Membran eine Druckplatte vorgesehen ist, die eine formschlüssige Verbindung mit dem Stößel aufweist. Hierdurch läßt sich der Stößel durch die Membran sowohl vor als auch zurück bewegen.
Dabei ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Rückstellfeder auf der der Membran entgegengesetzten Seite auf eine Druckplatte wirkt. Diese dichtet gleichzeitig den Kraftstoffbereich gegen den Unterdruckbereich ab.
Die Druckplatte ermöglicht durch eine der Federform angepaßte Vertiefung eine Fixierung der Feder, was eine gute Führung und exakte Berechnung der auf die Membran wirkenden Federkraft ermöglicht, da die Kräfte immer senkrecht eingeleitet werden.
Zweckmäßig ist ferner die Ausbildung eines selbstzentrierenden Verschlußstößels.
Der Verschlußstößel kann beispielsweise aus elastischem Kunststoff oder als Schraubenfeder ausgebildet sein und einen halbkugelförmig oder konisch ausgebildeten Ventilkörper aufweisen, so daß sich der Stößel direkt vor dem Saugloch der Kraftstoffeinspritzpumpe zentriert. Durch den Fortfall eines Sauglochvorsatzes, der in einer definierten Position im Gehäuse angebracht ist, können die Montage erheblich vereinfacht und Produktionskosten eingespart werden.
Hierbei ist es erfindungsgemäß besonders vorteilhaft, nach dem ölkreislaufseitigen Anschluß und vor dem kurbelgehäuseseitigen Anschluß in der Regelleitung jeweils eine Drossel vorzusehen, um den Leitungsdruck von der Ölviskosität und Fördermenge des Ölkreislaufs unabhängig zu machen.
Dieser im Bereich zwischen den zwei Drosseln gemessene Druck ist vom Öldruck des Ölkreislaufs abgekoppelt und liegt immer im Niveau deutlich niedriger als dieser. Falls bei Ölmangel der Öldruck zwischen der ersten und der zweiten Drossel über einen Grenzwert absinkt, ergeben sich durch die Überlagerung der pneumatischen Unterdruckspitzen resultierende Druckwerte, die ebenfalls Unterdruckspitzen aufweisen. Dieses Signal wird im Regelkreis zum Auslösen der Unterbrechung der Kraftstoffversorgung benötigt.
Außerdem ist es vorteilhaft, nach dem ölkreislaufseitigen Anschluß in der Regelleitung eine Drossel und vor dem kurbelgehäuseseitigen Anschluß ein Ventil vorzusehen. Dadurch wird verhindert, daß während des Startvorganges, d.h. wenn noch kein ausreichender Öldruck vorhanden ist, der Motor bereits automatisch abgestellt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß bei einer Rückbewegung des Motorkolbens nicht das gesamte Volumen der Unterdruckdose auf einmal evakuiert wird, sondern daß dieses schrittweise geschieht.
Schließlich ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß im Regelglied eine an einem Ende mit der Unterdruckdose verbundene Leitung zum Evakuieren und Belüften der Druckkammer angeordnet ist. Diese Leitung ist an ihrem anderen Ende über ein Rückschlagventil mit der Regelleitung und des weiteren über eine Belüftungsdrossel mit der Atmosphäre verbunden.
Die bereits erwähnten Unterdruckspitzen öffnen jeweils kurzzeitig das Rückschlagventil. Dadurch findet ein Druckausgleich zwischen der mit der Leitung verbundenen Druckkammer der Unterdruckdose und der Regelleitung statt. Dies führt zu einem Unterdruck in der Unterdruckdose. Der konstante Unterdruck in der einen Druckkammer und der Atmosphärendruck in der anderen Druckkammer bewirken, daß der Verschlußstößel über die Membran in Richtung der Saugbohrung verschoben wird, bis er diese verschließt. Damit wird die Kraftstoffzufuhr zur Einspritzpumpe unterbrochen, wodurch der Motor abgestellt wird.
Die Belüftungsdrossel ermöglicht nach dem Motorstop durch die Rückstellfeder das Rückstellen der Membran und bringt damit den Verschlußstößel wieder auf Startbereitschaft. Da durch diese Drossel auch dann, wenn die Abstelleinrichtung in Aktion tritt, Luft eingesaugt und der Aufbau des Unterdrucks in der Unterdruckdose beeinflußt wird, muß der Durchmesser der Drossel auf das System abgestimmt sein. Einflußfaktoren können dabei das Kurbelgehäusevolumen, das Totvolumen der Leitung, das Membranvolumen und das Entlüftungssystem sein. Durch das Vorschalten eines Filters kann dabei der Eintritt von Schmutz verhindert werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, daß eine Evakuierungsvorrichtung zum manuellen Evakuieren der Unterdruckseite der Membran vorgesehen ist. Hierdurch kann während der Startphase, d.h. wenn noch kein ausreichender Öldruck in der Unterdruckdose vorliegt, durch manuelle Betätigung der Evakuierungsvorrichtung der Motor in Startbereitschaft gebracht werden, indem eine kurzzeitige Manipulation der Unterbrechungsvorrichtung vorgenommen wird. Hierzu wird ein zusätzlicher Unterdruck in der Unterdruckdose erzeugt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Evakuierungsvorrichtung ein Gummibalg mit Druckfeder vorgesehen ist. Dabei wird mittels des Gummibalgs Luft von der Vakuumseite der Membran abgesaugt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand vorteilhafter Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Dabei zeigen
Fig. 1
eine erste Ausführungsform, schematisch in einer Schnittdarstellung;
Fig. 2
eine zweite Ausführungsform, schematisch in einer Schnittdarstellung;
Fig. 3
eine weitere Ausführungsform, in schematischer Darstellung;
Fig. 4
eine manuelle Evakuierungsvorrichtung in einer Schnittdarstellung;
Fig. 5
ein Detail gemäß Fig. 4.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Kraftstoffeinspritzpumpe 1 mit einer Kraftstoffzulaufleitung 2 und einer Kraftstoffrücklaufleitung 3, die jeweils eine Verbindung zum Ansaugkanal 4 mit der Ansaugbohrung 5 und dem Sauglochvorsatz 6 aufweist. In den Ansaugkanal 4 ist die Druckplatte 7 paßgenau und durch die O-Ringdichtung 8 gegen Unterdruck abgedichtet angeordnet. Des weiteren ist eine O-Ringdichtung 9 innerhalb der Druckplatte 7 zum Abdichten des Verschlußstößels 10 mit seinem halbkugelförmigen Dichtungskopf 11 vorgesehen. Dabei ist der Verschlußstößel 10 formschlüssig mit einer auf der Membran 12 mittig angeordneten Druckplatte 13 verbunden. Zwischen der Druckplatte 7 und der Druckplatte 13 ist eine als Schraubenfeder ausgeführte Rückstellfeder 14 angeordnet, welche durch eine zylindrische Vertiefung in der Druckplatte 7 seitlich geführt wird. Die Membran 12 unterteilt die Unterdruckdose 15 in eine zur Atmosphäre hin offene Druckkammer 16 und eine über die Leitung 17 mit der Regelleitung 18 verbundene zweite Druckkammer 19. Die Regelleitung 18 weist dabei einen ölkreislaufseitigen Anschluß 20 mit darauf folgender Drossel 21 und einen kurbelgehäuseseitigen Anschluß 22 mit davorliegender Drossel 23 auf. Die Leitung 17 weist an ihrem unteren Ende einen Anschluß 24 zur Druckkammer 19 der Unterdruckdose 15 auf. Des weiteren weist die Leitung 17 eine Abzweigung 25 mit einer Drossel 26, einer zur Atmosphäre hin offenen Öffnungen 27 und einen davor angeordneten Filter 28 auf. Außerdem ist vor dem Anschluß 29 der Leitung 17 ein Rückschlagventil 30 angeordnet, das aus einem durch eine Feder 31 druckbeaufschlagten Kugelventilkörper 32 und einem Ventilsitz 33 besteht.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Regelkreis wird ein sehr geringer Teilstrom des Schmierölkreislaufs abgezweigt und durchfließt die Regelleitung 18. Der an Anschluß 20 eintretende Ölstrom strömt durch Drossel 21 und die stromabwärts angeordnete Drossel 23 und tritt an Anschluß 22 in das Kurbelgehäuse aus. Durch entsprechende Abstimmung der Querschnitte von Drossel 21 und Drossel 23 wird erreicht, daß der Druck zwischen Drossel 21 und Drossel 23 nur in geringem Maße von der Ölviskosität und der Fördermenge der Ölpumpe bei einem druckgeregelten Ölversorgungssystem abhängt. Dieser zwischen den zwei Drosseln abgekoppelte Druck liegt immer im Niveau deutlich niedriger als der im Öldruckkreislauf. Fällt der Schmieröldruck aufgrund Absinken des Ölpegels in der Ölwanne, wegen Verstopfung des Ölfilters, wegen defekter Ölpumpe o.Ä. am Anschluß 20 ab, so führt dies durch die Saugwirkung des Kurbelgehäuses zu einem weiteren Druckabfall in der Regelleitung 18. Man spricht dabei auch von der Überlagerung der pneumatischen Unterdruckspitzen, die jeweils kurzzeitig das Rückschlagventil 30 öffnen und einen konstanten Unterdruck in der Unterdruckdose 15 erzeugen. Dabei liegt der Öffnungsdruck Pöffnen des Rückschlagventils 30 bei ca. 5 mbar. Konkret wird durch den in der Regelleitung 18 herrschenden Unterdruck und den in der Druckkammer 19 herrschenden Atmosphärendruck die Feder 31 im Rückschlagventil 30 durch den Kugelventilkörper 32 zusammengedrückt. Der dadurch in der Druckkammer 19 entstehende Unterdruck führt dazu, daß die Membran 12 durch den in der Druckkammer 16 anliegenden Atmosphärendruck in Richtung Ansaugbohrung 5 bewegt wird und dadurch den Verschlußstößel 10 mit dem Verschlußkörper 11 in den Sauglochvorsatz 6 verschiebt. Hierdurch wird der Kraftstoffstrom, der aus der Kraftstoffzulaufleitung 2 über den Ansaugkanal 4 und den Sauglochvorsatz 6 in die Ansaugbohrung 5 und somit in die Einspritzpumpe 1 gelangt, unterbrochen. Da durch die Drossel 26 auch dann, wenn die Kraftstoffunterbrechung einsetzt, Umgebungsluft angesaugt wird und den Aufbau des Unterdrucks in der Unterdruckdose beeinflußt, muß der Durchmesser der Drossel 26 auf das System abgestimmt sein. Das vorgeschaltete Filter 28 verhindert dabei Schmutzeintritt.
Bei Wiederherstellung eines normalen Drucks in der Regelleitung 18 schließt sich das Rückschlagventil 30 und über die Öffnung 27 und die Drossel 26 der Abzweigung 25 strömt Luft mit Atmosphärendruck in die Leitung 17 und damit über den Anschluß 24 in die Druckkammer 19 der Unterdruckdose. Dies führt in Verbindung mit der Rückstellfeder 14 dazu, daß sich die Membran 12 und der damit über die Druckplatte 13 verbundene Verschlußstößel 10 wieder in ihre Ausgangsposition bewegen. Das wiederum bewirkt ein Öffnen des Sauglochvorsatzes 6 und somit die Freigabe des Kraftstoffzulaufes. Eine Dichtung 9 im Bereich der Hubstange und eine Dichtung 8 zwischen Druckplatte und Gehäuse trennen dabei die Kraftstoff- und Unterdruckbereiche hermetisch voneinander.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hierin ist gegenüber Fig. 1 anstelle der Drossel 23 ein Ventil 35 vorgesehen. Das Ventil 35 weist ein zylinderförmiges Gehäuse 36 auf, an dessen Stirnseite 37 sich eine erste Schraubenfeder 38 abstützt. Die erste Feder 38 drückt auf eine Ventilplatte 39, die auf ihrer der ersten Feder 38 abgewandten Seite durch eine zweite Feder 40 druckbeaufschlagt wird. Die zweite Feder 40 wiederum stützt sich an ihrem andere Ende an einer weiteren Ventilplatte 41 ab.
Das Ventil 35 läßt pro nach oben gerichteter Hubbewegung des Motorkolbens nur eine kleine Luftmenge in Richtung Kurbelgehäuse strömen, indem die Ventilplatte 41 von der Rohröffnung 42 abgehoben wird. Durch den Luftstrom wird die erste Ventilplatte 39 in Richtung der zweiten Ventilöffnung 43 bewegt und verschließt den Strömungspfad zum Kurbelgehäuse. Der Unterdruck aus dem Kurbelgehäuse kann dadurch während dieses Saughubs nicht weiter zur Membran der Unterdruckdose gelangen. Der Öffnungsdruck des Kugelventils 45 beträgt etwa 0,2 bis 0,5 bar. Erst nach mehreren Hubbewegungen des Kolbens (ca. 50 Hübe) ist die Unterdruckdose evakuiert und über Membran 12, Verschlußstößel 10 und Verschlußkörper 11 wird der Kraftstoffzulauf zur Einspritzpumpe unterbrochen. Bei ordungsgemäßer Funktionen des Schmiersystems ist jedoch nach mehreren Umdrehungen (z.B. 50 Umdrehungen) der erforderliche Öldruck nach dem Start vorhanden und der Abstellvorgang wird nicht eingeleitet. Daher dient das Ventil 35 in erster Linie dazu, daß während des Startvorgangs der Motor nicht sofort wieder wegen des noch nicht vorhandenen Öldrucks automatisch abgestellt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß bei einer Hubbewegung des Motorkolbens nicht das gesamte Volumen der Unterdruckdose auf einmal evakuiert wird, sondern schrittweise.
Fig. 3 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Darin ist neben den zu den vorhergehenden Ausführungsformen beschriebenen Merkmalen noch ein Gummibalg 65 mit Rückschlagventil 67 sowie Belüftungsdrossel 69 dargestellt, der als manuelle Evakuierungsvorrichtung der Unterdruckmembrankammer 71 dient.
Während des normalen Betriebes wird ein sehr geringer Teilstrom vom Schmierölkreislauf 74 abgezweigt und über die Druckölzuführung 55 und die erste Drossel 72 der Druckkammer 70 der Unterdruckdose 57 zugeführt. Über die zweite Drossel 73 und die Ölabflußleitung 56 wird das Öl zurück ins Kurbelgehäuse 50 geführt. Durch entsprechende Abstimmung der Durchmesser der ersten und der zweiten Drossel 72, 73 wird erreicht, daß der Druck in der Unterdruckdose 70 nur in geringem Maße von der Ölviskosität und von der Fördermenge der Ölpumpe abhängt. Dieser zwischen zwei Drosseln abgekoppelte Druck liegt immer im Niveau deutlich niedriger als der Druck im Ölkreislauf. Der Ventilstößel 60, an dessen Ende sich ein Ventilkörper 61 befindet, ist durch die Gummimembran 58 und die Führung mit Abdichtung 62 in der Unterdruckdose 57 gelagert und axial leichtgängig verschiebbar. Der Öldruck auf die Membran 58 einerseits und eine Druckfeder 59 andererseits betätigt den Ventilstößel. Bei normalem Druck im Schmierölkreislauf wird der Ventilstößel vom entsprechenden Druck in der Unterdruckdose entgegen der Kraft der Druckfeder in der gezeichneten Lage gehalten. Beim Absinken des Öldrucks unter einen erforderlichen Mindestwert bewegt die Druckfeder den Ventilkörper über den Ventilstößel in Richtung Saugloch 64 des Pumpenelements 63, so daß die Kraftstoffzuführung zur Einspritzpumpe unterbrochen ist und der Motor automatisch abgestellt wird.
Für den Start des Motors ist es erforderlich, die automatische Abstelleinheit durch Handbetätigung eines Gummibalgs 65 in Startbereitschaft zu bringen, da während der Startphase noch kein Öldruck in der Unterdruckdose vorliegt. Der Innenraum des Gummibalgs ist über die Evakuierungsleitung 68 mit der evakuierten zweiten Druckkammer 71 verbunden. Durch Zusammendrücken des Gummibalgs wird Luft über das Rückschlagventil 67 ausgeschoben. Beim anschließenden, durch die Druckfeder 66 unterstützten Auseinanderfalten des Gummibalgs wird Luft aus der zweiten Druckkammer der Unterdruckdose abgesaugt. Dadurch wird über die Membran der Ventilstößel und damit der Ventilkörper entgegen der Kraft der Druckfeder bewegt und die Kraftstoffzuführung am Saugloch freigegeben. Die Startbereitschaft des Motors ist damit hergestellt. Nach erfolgtem Start übernimmt der rasch aufgebaute Öldruck das Offenhalten des Saugloches. Über eine Belüftungsdrossel 69 wird das erzeugte Vakuum nach einer begrenzten Zeit wieder abgebaut, so daß die Startbereitschaft nur kurzzeitig besteht. Typische Zeiten hierfür sind ca. 10 Sekunden. Der Durchmesser der Belüftungsdrossel wird entsprechend abgestimmt. Wurde der Motor innerhalb dieser Zeit noch nicht gestartet, muß der Gummibalg erneut gedrückt werden. Nach erfolgreichem Motorstart innerhalb dieser vorgegebenen Zeitspanne ist die Abstellautomatik nach Abbau des Vakuums wieder aktiv. Wenn beispielsweise bereits beim Start sich nicht genügend Öl im Ölsumpf befindet, wird der Motor nach Abbau des Vakuums wieder abgestellt.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform eines handbetätigten Gummibalgs gemäß Fig. 3 im Schnitt. Darin sind der Gummibalg 65, die Druckfeder 66 sowie ein Rückschlagventil 67 dargestellt. Außerdem ist ein Basisteil 80 dargestellt, welches an seinem oberen Ende zum einen die Feder 66 aufnimmt und an seinem Außenumfang einen festen und dichten Halt für den Gummibalg 65 bietet. Weiterhin weist das Basisteil 80 in seiner Längsrichtung eine Bohrung 81 auf, die am unteren Ende des Basisteils in einen Druckschlauch 68 mündet. Der Druckschlauch 68 ist wiederum mit der zweiten Druckkammer 71 der Unterdruckdose verbunden.
Fig. 5 zeigt Detail V aus Fig. 4. Es handelt sich dabei um die Rückschlagventilöffnung des Ventils 67, das gleichzeitig als Drossel 68 dienen kann.

Claims (13)

  1. Brennkraftmaschine, insbesondere Einzylinder-Dieselmotor mit Kraftstoffeinspritzanlage, bei welcher zur automatischen Unterbrechung der Kraftstoffversorgung bei Schmierölmangel eine mechanische Sicherheitseinrichtung vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied des Regelkreises eine Unterdruckdose (15) mit Membran (12) zur Druckbeaufschlagung eines Verschlußstößels (10) vorgesehen ist, und daß eine Regelleitung (18) mit einem ölkreislaufseitigen Anschluß (20) und einem kurbelgehäuseseitigen Anschluß (22) zur Erzeugung eines Unterdrucks im Regelglied vorgesehen ist.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckdose (15) durch eine Membran (12) in eine zur Atmosphäre hin offene Druckkammer (16) und eine mit pneumatischem Unterdruck beaufschlagte Druckkammer (19) mit auf die Membran (12) wirkender Rückstellfeder (14) zur automatischen Wiederfreigabe der Kraftstoffzufuhr unterteilt ist.
  3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffeinspritzanlage eine Kraftstoffeinspritzpumpe (1) mit Saugloch (5) aufweist, wobei der Verschlußstößel (10) zum Verschließen des Saugloches (5) vorgesehen ist.
  4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußstößel (10) fest mit der Membran (12) verbunden ist.
  5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (14) auf der der Membran (12) entgegengesetzten Seite auf eine Druckplatte (7) wirkt.
  6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußstößel (10) selbstzentrierend ausgebildet ist.
  7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß nach dem ölkreislaufseitigen Anschluß (20) und vor dem kurbelgehäuseseitigen Anschluß (22) in der Regelleitung jeweils eine Drossel (21, 23) vorgesehen ist, um den Leitungsdruck von der Ölviskosität und Fördermenge des Ölkreislaufs unabhängig zu machen.
  8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß nach dem ölkreislaufseitigen Anschluß (20) in der Regelleitung (18) eine Drossel (21) und vor dem kurbelgehäuseseitigen Anschluß (22) ein Ventil (35) vorgesehen ist.
  9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß im Regelglied eine an einem Ende mit der Unterdruckdose (15) verbundene Leitung (17) zum Evakuieren und Belüften der Druckkammer (19) vorgesehen ist, die an ihrem anderen Ende über ein Rückschlagventil (30) mit der Regelleitung (18) verbunden ist und die des weiteren über eine Belüftungsdrossel (26) mit der Atmosphäre verbunden ist.
  10. Brennkraftmaschine, insbesondere Einzylinder-Dieselmotor mit Kraftstoffeinspritzanlage, bei welcher zur automatischen Unterbrechung der Kraftstoffversorgung bei Schmierölmangel eine mechanische Regelung mit Stell- und Regelglied vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied des Regelkreises eine Unterdruckdose (57) mit Membran (58) zur Druckbeaufschlagung eines Verschlußstößels (60) vorgesehen ist, und daß eine erste Regelleitung (55) mit einem ölkreislaufseitigen Anschluß zur Erzeugung eines Drucks und eine zweite Regelleitung (56) mit einem kurbelgehäuseseitigen Anschluß im Regelglied vorgesehen ist.
  11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckdose (57) durch eine Membran (58) in eine mit Öldruck beaufschlagte Druckkammer (70) und eine mit pneumatischem Luftdruck bzw. Unterdruck beaufschlagte Druckkammer (71) mit auf die Membran (58) wirkender Druckfeder (59) unterteilt ist.
  12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine Evakuierungsvorrichtung zum manuellen Evakuieren der Unterdruckseite (71) der Membran (58) vorgesehen ist.
  13. Brennkraftmaschine nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß als Evakuierungsvorrichtung ein Rückschlagventil (67), ein Gummibalg (65) mit Druckfeder (66), eine Belüftungsdrossel (69) und eine Evakuierungsleitung (68) vorgesehen ist.
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