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Steuerung für Einspritzbrennkraftmaschinen, insbesondere für umsteuerbare
Brennkraftmaschinen Es sind bereits Steuerungen, insbesondere für umsteuerbare Einspritzbrennkraftmaschinen,
bekannt geworden, bei denen die Bewegung des Alilaßventils vom Antrieb der Brennstoffpumpe
abgeleitet wird. Die Erfindung bezweckt, eine Steuerung zu schaffen, die nicht nur
eine stetige Veränderung der Drehzahl und eine Umsteuerung der Maschine gestattet,
sondern auch von der Zuverlässigkeit des Bedienungspersonals unabhängig ist. Gemäß
der Erfindung wird als Antrieb der Pumpe ein gleichzeitig zur Regelung der Pumpenleistung
und zur Umsteuerung der Maschine verstellbarer, an sich bekannter Doppelrollenlenker
verwendet, indem durch Verstellen des Doppelrollenletikers eine entsprechende Veränderung
der Eillpritzmenge bzw. die Umsteuerung der llztscliiile bewirkt wird. Sowohl für
den Antrieb der Brennstoffpumpe als auch für die Steuerung des Anlaßventils kann
nur ein einziger Nocken, für jeden Drehsinn der Kaschine aber je ein solcher locken,
vorgesehen sein, welcher mit der entsprechenden Rolle des Doppelrollenlenkers in
Eingriff gebracht wird.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes für umsteuerbare
Brennkraftmaschinen mit luftloser Einspritzung des Brennstoffs ist in fier Zeichnung
schematisch dargestellt. Abb. i zeigt eine mit dem Gegenstand der Erfindung ausgerüstete
Brennkraftmaschine im Grundriß.
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Abb. 2 ist ein Schnitt nach der Linie a-d der Abb. i und zeigt die
Brennstoffpumpe im Schnitt und ihren Antrieb in Seitenansicht.
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Abb. 3 ist ein Schnitt nach der Linie b-b der Abb. i und zeigt die
Bedienungseinrichtung für die Steuerung.
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Abb. 4. ist ein Schnitt nach der Linie c-c der Abb.2 und zeigt den
gemeinsamen Antrieb der Brennstoffpumpe und des Anlaßorgans.
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Aus Abb. i sind die Steuerwelle i, die Regelwelle 23 und die Anlaßwelle
25 der Steuerung ersichtlich. Jeder der vier Zylinder A, B, C und
D ist mit je einem Anlaßventil 17 und mit je einer Brenilstoffpiunpe ..1.1)
versehen. Die Steuerung wird durch das Handrad 30 und durch den Anlaßhebel
35 bedient.
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In Abb.2 bezeichnen i die Steuerwelle, 2 den mit den Rollen 3 und
4 versehenen Doppelrollenlenker und 5 den Kreuzkopf der Brennstoffpumpe. Auf dem
Kreuzkopf 5 ruht, durch eine Feder 6 angedrückt, der Brennstoffpunipenkolben 7.
Der Arbeitsraum C der Brennstoffpumpe ist mit einem Saugventil g und mit zwei Druckventilen
io und ii versehen.
Auf dein auf der drehbaren Anlaßwelle 25 angeordneten
Exzenter 12 ist der als Steuerorgan für das Anlaßorgan dienende Doppelhebel 13 gelagert,
der über das Gestänge 14 den Winkelhebel 15 und das Anlaßv entil 16 verstellt. Das
Anlaßv entilgehäuse 17 ist mit der Druckluftleitung 48 und durch den Flansch i9
mit einem Zylinder 5o der Brennkraftmaschine verbunden, die selbstverständlich mehrere
Zylinder aufweisen kann. In der Regel sind für jeden Zylinder mindestens eine Brennstoffpumpe
und ein Anlaßv entil vorgesehen. Je nach der Stellung des Exzenters 12 wird der
Doppelhebel 13 in (wie ausgezogen gezeichnet) oder außer Berührung (strichpunktiert
eingezeichnet) mit dem Bolzen 2o des Doppelrollenlenkers 2 gebracht. , Die Steuerwelle
i ist mit zwei Nockenscheiben 21 und 22 versehen, von denen die mit der Rolle 3
zusammenarbeitende \Tockenscheibe 21 für_ die Vorwärtsfahrt und die mit der Rolle
4 zusammenarbeitende Lockenscheibe 22 für die Rückv ärtsfahrt vorgesehen sind. Der
Doppelrollenlenker 2 kann durch Verdrehung der Regelwelle 23 um den Winkel i mit
Hilfe des Lenkers 24 derart verstellt werden, daß entweder die Rolle 3 oder die
Rolle .4 des Doppelrollenlenkers 2 mit den Nockenscheiben 21 bzw. 22 in und außer
Eingriff gebracht werden.
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Durch Verschiebung der Rollen 3 bzw. 4 aus der Mittellage, d. h. aus
der Stellung I heraus, kann der Hub der Brennstoffpumpe und somit auch die Einspritzmenge
und die Leistung der Brennkraftmaschine geregelt werden. Den Hauptstellungen II
und III der Regelwelle 23 entsprechen die maximale Einspritzmenge bei Vor- und Rückwärtsfahrt.
Der Stellung I entspricht die Einspritzmenge Null. Den Stellungen I, II und III
der Regelwelle 23 sind die Stellungen I, II und III der Symmetrieachse des Doppelrollenlenkers
2, die sich in Abb. 2 in der Stellung II befindet und die Stellungen I, II und III
des Gabelhebels 33 in Abb. 3 zugeordnet.
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Durch Senkrechtstellen des Hebels =6 wird der Brennstoffpumpenkolben
,^- mit Hilfe des Nockens 27 derart angehoben. daß er dem Wirkungsbereich des Kreuzkopfes
5 entzogen ist und die Brennstoffpumpe dadurch ausgeschaltet wird. Durch wiederholtes
Schalten des Hebels 26 aus der waagerechten in die senkrechte Lage und zurück kann
die Brennstoffleitung 28 vor dein Anfahren der Maschine mit Brennstoff angefüllt
werden.
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In Abb. 3 bezeichnen (wie in Abb.,2) 23 die Regelwelle und 25 die
Anlaßwelle. Die Steuerwelle i ist strichpunktiert eingezeichnet, um ihre Lage zu
den beiden andern @.@1'ellen anzudeuten. Durch (las Handrad 30 kann der Stein
31 längs des Gewindes 32 bewegt werden; diese Bewegung wird durch den Gabelhebel
33 auf die Regelwelle 23 übertragen, die über den Lenker 24 (Abb. 2) den Doppelrollenlenker
2 einstellt und dadurch die Drehzahl und den Drehsinn der Maschine bestimmt.
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Der auf der Anlaßwelle 25 aufgekeilte Anlaßhebel35 (Abb.3) hat drei
Hauptstellungen: »Stop«, »Anlassen« und »Betrieb«. Auf der Anlaßwelle 25 ist außer
dem in Abb.2 ersichtlichen Exzenter 12 für den Doppelhebel 13 eine Anlaßnockenscheibe
36 (Abb. 3) aufgekeilt, welche mit einer Kurvenbahn 37, einem Anschlag 38 und einem
Segment 39 versehen ist. Auf der Kurvenbahn 37 läuft die Rolle 4o des Kreuzkopfes
41, dessen Stößel 42 auf den Winkelhebel 43 wirkt. Mit Hilfe des Gestänges
44 werden die Bewegungen des Winkelhebels 43 auf den Winkelhebel 45 (Abb.
2) übertragen, der in seiner einen Endlage das Saugventil 9 der Brennstoffpumpe
anhebt.
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Der Anschlag 38 (Abb. 3) hebt, wenn sich .der Anlaßhebel 35 in der
Stellung »Anlassen« befindet, den Stößel .?.5' und dadurch das Ventil 46 an. Die
Anlaßluft wird durch die z. B. aus der Anlaßluftbatterie kommende Leitung 47 zugeführt
und durch die Leitung .48 zum Anlaßventil geleitet. Das Segment 39 der 1 ockenscheibe
36 dient zusammen mit dem Gabelhebel 5o` dazu, den Anlaßhebel 35 und das Handrad
3o gegen falsche Bedienung zu sichern. Diese Sicherung kann jedoch insbesondere
bei Motoren mit luftloser Einspritzung auch weggelassen sein.
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Aus Abb. 4 ist die Lage der Nockenscheiben 21 und 22 auf der Steuerwelle
i und die Anordnung der Rollen 3 und .4 auf dein Doppelrollenlenker 2 zu erkennen.
Ebenso ist der Antrieb des Doppelhebels 13 durch den Doppelrollenlenker 2 ersichtlich.
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Die Steuerung wirkt wie folgt: Steht die Maschine still, so befindet
sich der Anlaßhebel 35 in der Stellung »Stopp« und das Handrad 3o in der Regel in
einer Lage, bei welcher der Gabelhebel 33 die Stellung I einnimmt. In dieser Stellung
des Handrades 'und des Anlaßhebels ruht die Rolle 4o des Kreuzkopfes 41 auf dem
erhöhten Teil des \ Ockens 37 der 1 ocl:enselieibe 36, so daß der Stößel 42 den
Winkelhebel 43
und damit auch den Winkelhebel .45 (Abb. 2 ) nach links drückt
und das Saugventil 9 der Brennstoffpumpe infolgedessen offen steht. Die Brennstoffpumpe
ist, wenn das Saugventil angehoben ist, unter allen Umständen ausgeschaltet: Der
Anschlag 38 der -Nockenscheibe 36 berührt den Stößel ..15 des Drucklaufventils
16
nicht, so daß das Ventil 46 auf seinem Sitz ruht und die Verbindung zwischen
der Leitun
` .4; und der Leitung -S schließt. Der Stellung I des
Gabelhebels 33 entspricht. wie erwähnt. die Stellung I des Doppelrollenlenl:ers
2, wobei die Bewegungen des Gabelhebels 33 durch die Regelwelle 2 3 und den Lenker
24 auf den Doppelrollenlenker 2 übertragen «werden.
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Soll nun vorwärts angefahren werden, so wird zunächst das Handrad
30 so lange nach rechts gedreht, vorausgesetzt, daß das Gewinde 32 ein Linksgewinde
ist, bis der Gabe-Ihebe133 etwa die llittelstellung zwischen den Lagen I und II
erreicht hat. Der Anlaßliebel 35 wird nun in die Stellung »Anlassen« gerückt. Die
Rolle 4o de's Kreuzkopfes .li Abb. 3) befindet sich immer noch auf dem erhöhten
Teil des Nockens 37, so daß das Saugventil 9 der Brennstoffpumpe angehoben bleibt.
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Der Anschlag 38 hebt das Ventil 4.6 an, so daß die Anlaßluf t aus
der Leitung 47. durch die Leitung .48 zum Anlaßventil 16 (Abb. i) gelangt. Die Anlaßluft
dringt nun in den Arbeitsraum des Zvlinders und setzt den wie eine Dampfmaschine
geschalteten lIotor in Bewegung.
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Auch hier muß die Anlaßluft gesteuert werden. Zu diesem Zweck wird
beim Schalten des Anlaßhebels 35 in die Stellung »Anlassen« das Exzenter i2 (Abb.
2) so gedreht, daß der Doppelhebel 13 in den Wirkungsbereich des Zapfens 2o des
Lenkers 2 gelangt. Das Anlaßventil 16 wird infolgedessen über den Winkelhebel il,
das Gestänge 1.4, den Doppelhebel 13 und den Doppelrollenlenker 2 in Abhängigkeit
des Nockens 21 derart gesteuert, daß die Anlaßluft jeweils im richtigen Augenblick,
d. h. kurz nach Überschreitung des oberen Totpunktes zu Beginn des Arbeitshubes
in den Zvlinder gelangt. Die Füllung kann durch Drehung des Handrades
30 vergrößert oder verkleinert werden.
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Befindet sich die Maschine im Schwung, so wird der Anlaßhebel 35 (Abb.3)
von der Stellung »Anlassen« in die Stellung »Betrieb« umgeschaltet. Dadurch wird
zunächst der Anschlag 38 der Nockenscheibe 36 vom Stößel .45' abgehoben, so daß
das Ventil .l6 schließt und die Zufuhr der Anlaßluft unterbunden wird. Der locken
37 der Nokkcnscheibc 3 6 ist nun so weit nach rechts gedreht, daß die Rolle 4.o
des Kreuzkopfes .Il in der Vertiefung 49' dieses Nockens liegt, wodurch der Hebel
.l3 und der Hebel .l5 (Abb. 2) freigegeben werden, so daß das Saugventil 9 wieder
auf seinen Sitz gelangt. Von diesem Augenblicke an ist die Brennstoffliumpe eingeschaltet,
die Anlaßluft dagegen abgeschaltet, so daß sich die Maschine nun im Normalbetrieb
befindet.
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Soll die Fahrt beschleunigt werden, so wird (las Bandrad 30 nach rechts
weitergedreht. ,vo(lurcli die Rolle 3 (Abb. -2) immer mehr der zentrischen Lage
genähert wird. Dadurch «-erden der Hub der Brennstoffpumpe, die Einspritzmenge und
die Leistung der Maschine vergrößert. Soll dagegen die 1-Iaschine langsamer laufen,
so wird das Handrad 30 nach links gedreht, wodurch die Rolle 3 immer mehr
aus der zentrischen Lage teerausgedrängt wird, so daß der Hub der Brennstoffpumpe,
die Einspritzmenge und die Leistung der Maschine entsprechend verkleinert werden.
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Soll nun die Maschine von Vorwärts- auf Rückwärtsfahrt umgesteuert
werden, so wird der Anlaßhebel aus der Stellung »Betrieb« in die Stellung »Stop«
gebracht, wodurch das Saugventil 9 gehoben und der Brennstoff sofort abgeschaltet
wird. Das Handrad 3o wird nun nach links gedreht, bis der Gabelhebel 3 3 (Abb.3)
etwa die Mittellage zwischen den Stellungen I und III eingenommen hat, worauf der
Anlaßhebel 35 in die Stellung »Anlassen« geschaltet wird. Durch die Drehung des
Handrades ist nun die Rolle (Abb. 2) mit dein Nocken 22 in Eingriff gebracht worden,
wodurch sowohl die Aniaßluft als auch der Brennstoff so gesteuert werden, daß die
Maschine im umgekehrten Drehsinn laufen muß.
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Sobald die Maschine in Schwung geraten ist, wird der Anlaßhebel 35
(abb. 3) wiederum in die Stellung »Betrieb<: gebracht, wodurch die Anlaßluft
abgeschaltet und das Saugventil der Brennstoffpumpe freigegeben wird. Auch in diesem
Falle wird die Maschine dadurch auf stärkere oder schwächere Fahrt eingestellt,
daß der Doppelrollenlenker 2 durch Drehen des Handrades 30 mehr oder weniger
aus der Mittellage teerausgedrängt und dadurch die Rolle s mit der Nockenscheibe
22 mehr oder- weniger in Eingriff gebracht wird.
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Beim Abstellen der Maschine wird die Fahrt in der Regel bis zum Stillstand
verlangsamt, so daß der Gabelhebel 33 in die Stellung I zu liegen kommt. Hierauf
wird der Anlaßhebel 35 zur weiteren Sicherung der Maschine in die Stellung »Stop«
gebracht.
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Bei jeder Maschine sind in der Regel eine Steuervorrichtung nach Abb.
3 und für jeden Zylinder je eine Brennstoffl:umpe und ein Anlaßv entil nach Abb.
2 vorgesehen. Bei Maschinen mit mehreren Zylindern empfiehlt es sich, für alle Zvlinder
eine gemeinsame Steuerwelle i, eine gemeinsame Regelwelle 23 und eine gemeinsame
Anlaßwelle a5 nach Abb. i anzuordnen. Ebenso ist es zweckmäßig, sämtliche Saugventile
9 durch ein gemeinsames Gestänge 44 ein- und auszuschalten.
klit
dem Winkelhebel 45 (Abb. 2) kann das vom nicht gezeichneten Sicherheitsregler verstellte
Gestänge verbunden werden. Nimmt die Drehzahl der Maschine, z. B. beim Austauschen
der Schraube bei Schiffsmaschinen, unzulässig hohe Werte an, so kann der Sicherheitsregler
die Winkelhebel 45 der Brennstoffpumpen unabhängig von der -Stellung der Nockenscheibe
36 (Abb. 3) verschieben und damit die Brennstoffpumpen ,außer Betrieb setzen.
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Die beschriebene Steuerung ist bei einfach-und doppelt wirkenden Zweitakt-
und Viertaktmaschinen für Drucklufteinspritzung wie für luftlose Einspritzung des
Brennstoffes anwendbar.