CH661564A5 - FUEL CONTROL DEVICE FOR A DIESEL ENGINE. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Brennstoff-Regeleinrichtung für einen Dieselmotor, mit einer Brennstoffpumpe, einer Welle zur Steuerung der Brennstoffpumpe und einem Drehzahlregler, der über einen Reglerhebel und über die Steuerwelle mit der Brennstoffpumpe in Wirkverbindung steht. The invention relates to a fuel control device for a diesel engine, with a fuel pump, a shaft for controlling the fuel pump and a speed controller, which is operatively connected to the fuel pump via a control lever and the control shaft.
Die Konstanthaltung der Motordrehzahl unabhängig von Schwankungen der Last wird bei Dieselmotoren bekanntlich mit einem Drehzahlregler bewerkstelligt, der die Winkelstellung einer auf die Brennstoff-Fördermenge Einfluss ausübenden Steuerwelle ändert. Für jede Brennstoffpumpe, und damit für jeden Motorzylinder, ist auf der Steuerwelle ein Pumpenhebel vorgesehen, der über die Steuerwelle unter dem Einfluss des Drehzahlreglers steht. Dieser Einfluss wird vom Pumpenhebel auf die betreffende Brennstoffpumpe, die z.B. einen winkelverstellbaren Plunger mit Schrägkantensteuerung aufweist, weitergegeben, so dass die durch die Pumpe geförderte Brennstoffmenge verändert wird. Die Drehzahl der Kurbelwelle, d.h. die Betriebsdrehzahl des Motors, wird damit auch bei Schwankungen der Last konstant gehalten. In diesel engines, it is known that keeping the engine speed constant regardless of fluctuations in the load is accomplished with a speed controller that changes the angular position of a control shaft that influences the fuel delivery rate. For each fuel pump, and thus for each engine cylinder, a pump lever is provided on the control shaft, which is under the influence of the speed controller via the control shaft. This influence is exerted by the pump lever on the fuel pump in question, e.g. has an angle-adjustable plunger with inclined edge control, passed on, so that the amount of fuel delivered by the pump is changed. The speed of the crankshaft, i.e. the operating speed of the engine is kept constant even with fluctuations in the load.
In der Regel sind Dieselmotoren auch mit einer mit dem erwähnten Drehzahlregler zusammenwirkenden, zusätzlichen Vorrichtung ausgestattet, die es ermöglicht, die Steuerwelle vom Drehzahlregler abzukuppeln, um bei Bedarf einen vom Drehzahlregler unabhängigen, z.B. manuellen, Regeleingriff vorzunehmen. Eine bekannte Vorrichtung dieser Art weist einen zwischen dem Drehzahlregler und der Steuerwelle beweglich angeordneten, pneumatisch betätigbaren Doppelzylinder auf, zwei in Tandem angeordnete, voneinander getrennte Zylinderräume gleichen Durchmessers und in jedem Zylinder einen bewegbaren Kolben. Die beiden Kolben haben Kolbenstangen, die an entgegengesetzten Enden des Doppelzylinders aus diesem herausragen. Dabei ist die eine Kolbenstange am Reglerhebel des Drehzahlreglers und die andere an einen auf der Steuerwelle fest angebrachten Hebelarm angelenkt. Die beiden Zylinderräume sind über eine gemeinsame Leitung mit Druckluft beaufschlagbar. As a rule, diesel engines are also equipped with an additional device which interacts with the above-mentioned speed controller and makes it possible to decouple the control shaft from the speed controller in order, if necessary, to use a device that is independent of the speed controller, e.g. manual, control intervention. A known device of this type has a pneumatically actuated double cylinder which is movably arranged between the speed controller and the control shaft, two cylinder spaces of the same diameter arranged in tandem and separated from one another and a movable piston in each cylinder. The two pistons have piston rods which protrude from the double cylinder at opposite ends thereof. One piston rod is articulated on the governor lever of the speed controller and the other on a lever arm fixedly attached to the control shaft. The two cylinder rooms can be supplied with compressed air via a common line.
Im Normalbetrieb werden die beiden Kolben mittels Druckluft in ihren Zylinderbohrungen gegen ihre jeweiligen Anschlagflächen gedrückt. Der Doppelzylinder, die Kolben und die Kolbenstangen wirken in diesem Zustand als starres System zwischen dem Reglerhebel und dem Hebelarm der Steuerwelle. Dieses starre System überträgt auf die Steuerwelle die Steuerbewegungen des Reglerhebels. In normal operation, the two pistons are pressed against their respective abutment surfaces in their cylinder bores by means of compressed air. In this state, the double cylinder, the pistons and the piston rods act as a rigid system between the control lever and the lever arm of the control shaft. This rigid system transmits the control movements of the control lever to the control shaft.
Durch Ablassen der Druckluft aus den Zylinderräumen werden die Kolben in ihren Zylindern frei beweglich, mit der Folge, dass die starrre Verbindung zwischen dem Reglerhebel und dem Hebelarm aufgehoben und damit die Steuerwelle dem Einfluss des Drehzahlreglers entzogen ist. Dadurch wird ein zusätzlicher, vom Drehzahlregler unabhängiger Eingriff auf die Steuerwelle möglich. By releasing the compressed air from the cylinder chambers, the pistons move freely in their cylinders, with the result that the rigid connection between the control lever and the lever arm is released and the control shaft is thus removed from the influence of the speed controller. This enables an additional intervention on the control shaft that is independent of the speed controller.
Die bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, dass sie durch die bei Motordrehzahländerung stattfindende Ver-schwenkung des Reglerhebels hin- und herbewegt wird. Die zu den Zylindern führenden Druckluftleitungen müsen daher flexible Schläuche sein, die der Hin- und Herbewegung zwangslos folgen können. Die bei den rasch stattfindenden Hin- und Herbewegungen bewegte Masse ist relativ gross. Ausserdem ist die Einrichtung wegen der flexiblen Druckluftschläuche störanfällig. The known device has the disadvantage that it is moved back and forth by the swiveling of the control lever when the engine speed changes. The compressed air lines leading to the cylinders must therefore be flexible hoses that can follow the to-and-fro movement without hesitation. The mass moved during the rapid reciprocating movements is relatively large. In addition, the facility is prone to failure due to the flexible compressed air hoses.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Entkuppelung der Steuerwelle vom Drehzahlregler einfacher und betriebssicher erfolgt und die Drehzahlregelung sowohl im Normalbetrieb als auch bei aussergewöhnlichen Betriebszuständen mit einwandfreier Zuverlässigkeit bewerkstelligt werden kann. The object of the invention is to provide a device of the type mentioned, in which the decoupling of the control shaft from the speed controller is easier and more reliable and the speed control can be accomplished with perfect reliability both in normal operation and in unusual operating conditions.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen dem Drehzahlregler und der Steuerwelle ein Gestänge vorgesehen ist, das einen Waagebalken mit drei Gelenkstellen aufweist, von denen die erste Gelenkstelle an den Reglerhebel, die zweite Gelenkstelle an einen Hebelarm der Steuerwelle und die dritte Gelenkstelle an ein Betätigungsorgan angelenkt ist, das die Achse dieser dritten Gelenkstelle in einem ersten Zustand starr fixiert hält und in einem zweiten Zustand aus der starren Fixierung freigibt. This object is achieved according to the invention in that a linkage is provided between the speed controller and the control shaft, which has a balance beam with three articulation points, of which the first articulation point on the control lever, the second articulation point on a lever arm of the control shaft and the third articulation point on Actuator is articulated, which holds the axis of this third articulation rigidly fixed in a first state and releases it from the rigid fixation in a second state.
Im ersten Zustand des Betätigungsorgans wirkt die Achse der dritten Gelenkstelle als Schwenkachse für den Waagebalken. Die Schwenkbewegungen des Reglerhebels werden dabei kraftschlüssig auf die Steuerwelle übertragen, so dass diese unter dem Einfluss des Drehzahlreglers steht. Im zweiten Zustand des Betätigungsorgans hingegen, ist die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Reglerhebel und der Steuerwelle aufgehoben, und es kann ein vom Drehzahlregler unabhängiger Regeleingriff unmittelbar über die Steuerwelle erfolgen. In the first state of the actuator, the axis of the third joint acts as a pivot axis for the balance beam. The pivoting movements of the control lever are transmitted to the control shaft in a force-locking manner so that it is under the influence of the speed controller. In the second state of the actuating member, on the other hand, the non-positive connection between the control lever and the control shaft is eliminated, and control intervention independent of the speed controller can take place directly via the control shaft.
Je nach den jeweiligen Umständen kann die dritte Gelenkstelle am Waagebalken zwischen den beiden Gelenkstellen oder am einen Ende des Waagebalkens angelenkt sein. Depending on the particular circumstances, the third articulation point can be articulated on the balance beam between the two articulation points or at one end of the balance beam.
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Nach einer besonders praktischen Ausführungsform der Erfindung ist als Betätigungsorgan ein stationärer, von einem Druckmittel beaufschlagbarer Doppelzylinder mit zwei in Tandem angeordneten Zylindern vorgesehen, deren gegeneinander offene Zylinderbohrungen voneinander verschieden grosse Durchmesser und je einen Kolben aufweisen. Dabei ist die dritte Gelenkstelle des Waagebalkens an die Kolbenstange des kleineren Kolbens angelenkt und im ersten, mit Druckmedium beauschlagten Zustand der beiden Zylinder wird der grössere Kolben gegen einen Anschlag und der kleinere Kolben gegen den grösseren Kolben gedrückt, was der starren Fixierung der Achse der dritten Gelenkstelle entspricht. Im zweiten, vom Druckmittel unbeaufschlagten Zustand der Zylinder sind die beiden Kolben und damit die Achse der dritten Gelenkstelle aus ihrer starren Fixierung freigegeben. According to a particularly practical embodiment of the invention, a stationary double cylinder which can be acted upon by a pressure medium and has two cylinders arranged in tandem, the cylinder bores of which are open to one another and have different diameters and a piston each, is provided as the actuating member. The third articulation point of the balance beam is articulated to the piston rod of the smaller piston and in the first, when the two cylinders are pressurized, the larger piston is pressed against a stop and the smaller piston against the larger piston, which rigidly fixes the axis of the third Joint corresponds. In the second, unpressurized state of the cylinder, the two pistons and thus the axis of the third articulation point are released from their rigid fixation.
Der Doppelzylinder kann mit einem pneumatischen oder einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagt werden. A pneumatic or hydraulic pressure medium can be applied to the double cylinder.
Die axiale Länge des kleineren Kolbens ist vorzugsweise grösser als der axiale Hub des grösseren Kolbens. Damit wird im zweiten Zustand ein Hineinfallen des kleineren Kolbens in den grösseren Zylinder verhindert. The axial length of the smaller piston is preferably greater than the axial stroke of the larger piston. In the second state, this prevents the smaller piston from falling into the larger cylinder.
Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Two exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing. Show it:
Figur 1 eine erste Ausführungsform der erfindunsgemäs-sen Einrichtung zur Regelung der Brennstoff-Fördermenge für einen Dieselzylinder und Figure 1 shows a first embodiment of the inventive device for regulating the fuel delivery rate for a diesel cylinder and
Figur 2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsge-mässen Einrichtung. Figure 2 shows a second embodiment of the device according to the invention.
Gemäss Figur 1 ist eine Brennstoffpumpe 5 mit sogenannter Schrägkantensteuerung über eine Brennstoffleitung 6 mit einem Einspritzventil 7 verbunden, das in einem Zylinder 8 angeordnet ist, in dem sich der Arbeitskolben 9 auf- und abbewegt. Eine Welle 11 zur Steuerung der Brennstoffmenge steht über einen an ihr fest angeordneten Pumpenhebel 12 und einer an diesem angelenkten Pumpenstange 13 mit der Pumpe 5 in Wirkverbindung. Zwischen einem Drehzahlregler 14 des Dieselmotors und der Steuerwelle 11 ist ein Gestänge 17,18,19 vorgesehen, das den Reglerhebel 15 am Regler 14 mit einem Hebelarm 16 verbindet, der an der Steuerwelle 11 befestigt ist. Weitere Pumpenhebel 12' können entsprechend der Zylinderzahl des Dieselmotors auf der Steuerwelle 11 befestigt sein. According to FIG. 1, a fuel pump 5 with so-called inclined edge control is connected via a fuel line 6 to an injection valve 7, which is arranged in a cylinder 8 in which the working piston 9 moves up and down. A shaft 11 for controlling the amount of fuel is operatively connected to the pump 5 via a pump lever 12 fixedly arranged on it and a pump rod 13 articulated thereon. Between a speed controller 14 of the diesel engine and the control shaft 11, a linkage 17, 18, 19 is provided which connects the controller lever 15 on the controller 14 to a lever arm 16 which is fastened to the control shaft 11. Further pump levers 12 ′ can be fastened on the control shaft 11 in accordance with the number of cylinders of the diesel engine.
Das Gestänge weist einen Waagebalken 17 mit drei Gelenkstellen 1,2,3 auf. Die erste Gelenkstelle 1 ist über eine erste Verbindungsstange 18 an dem Reglerhebel 15 und die zweite Gelenkstelle 2 über eine zweite Verbindungsstange 19 an dem Hebelarm 16 angelenkt. Die dritte Gelenkstelle 3 des Waagebalkens 17 ist an eine Kolbenstange 20 eines als Betätigungsorgan wirkenden, pneumatischen Doppelzylinders 21 angelenkt. The linkage has a balance beam 17 with three articulation points 1, 2, 3. The first articulation point 1 is articulated on the control lever 15 via a first connecting rod 18 and the second articulation point 2 is articulated on the lever arm 16 via a second connecting rod 19. The third articulation point 3 of the balance beam 17 is articulated on a piston rod 20 of a pneumatic double cylinder 21 which acts as an actuating member.
Der Doppelzylinder 21 besitzt zwei in Tandem angeordnete, zueinander offene Zylinder 22, 23. Der Zylinder 22 hat eine grosse Bohrung und der Zylinder 23 eine kleine Bohrung. In den Zylindern 22, 23 sind axial verschiebbare Kolben 24, 25 mit den Zylinderbohrungen entsprechendem Durchmesser angeordnet. Die axiale Länge des kleinen Kol- The double cylinder 21 has two cylinders 22, 23 which are arranged in tandem and are open to one another. The cylinder 22 has a large bore and the cylinder 23 has a small bore. In the cylinders 22, 23 axially displaceable pistons 24, 25 are arranged with the cylinder bores of the appropriate diameter. The axial length of the small piston
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bens 25 ist dabei grösser als der axiale Hub des grossen Kolbens 24. Damit wird vorgebeugt, dass im freibeweglichen Zustand der beiden Kolben der kleine Kolben 25 in cen grossen Zylinder 22 hineinfällt. ben 25 is greater than the axial stroke of the large piston 24. This prevents the small piston 25 from falling into the large cylinder 22 when the two pistons are in free movement.
Die beiden Zylinder 22, 23 des stationär angeordneten Doppelzylinders 21 sind über zwei an den entgegengesetzten Zylinderenden ebenfalls stationär angeschlossene Leitungen 26 und 26' mit einer gemeinsamen Druckluftleitung 27 verbunden, in der ein Zweiwegventil 28 angeordnet ist, das von einem Exzenterhebel 29 betätigt werden kann. The two cylinders 22, 23 of the stationary double cylinder 21 are connected via two lines 26 and 26 ', which are also connected stationary at the opposite cylinder ends, to a common compressed air line 27, in which a two-way valve 28 is arranged, which can be actuated by an eccentric lever 29.
In einem dem Normalbetriebszustand der Einrichtung entsprechenden Zustand werden die Zylinder 22, 23 über die Leitungen 26, 26' mit Druckluft beaufschlagt, so dass die beiden Kolben 24, 25 gegeneinander bewegt werden. Der grosse Kolben 24 liegt am Ende seines Hubes an einer Schulter 37 am Übergang der beiden Zylinderbohrungen an, und der kleine Kolben 25 wird gegen den grossen Kolben 24 gedrückt. Damit bilden die beiden Kolben 24, 25 zusammen eine starre Einheit, wodurch die Achse 4 der dritten Gelenkstelle 3 starr fixiert ist. Diese Gelenkstelle ist also in diesem Zustand eine feststehende Schwenkachse des Waagebalkens 17, mit der Folge, dass die um die Schwenkachse 15' des Reglerhebels 15 stattfindenden Schwenkbewegungen kraftschlüssig über das Gestänge 17, 18, 19 auf die Steuerwelle 11 übertragen werden. In a state corresponding to the normal operating state of the device, the cylinders 22, 23 are pressurized with compressed air via the lines 26, 26 ', so that the two pistons 24, 25 are moved against one another. The large piston 24 is at the end of its stroke on a shoulder 37 at the transition of the two cylinder bores, and the small piston 25 is pressed against the large piston 24. Thus, the two pistons 24, 25 together form a rigid unit, whereby the axis 4 of the third articulation point 3 is rigidly fixed. In this state, this articulation point is a fixed pivot axis of the balance beam 17, with the result that the pivoting movements taking place about the pivot axis 15 'of the control lever 15 are transmitted non-positively to the control shaft 11 via the linkage 17, 18, 19.
In einem Zustand, der einem ausserordentlichen Betriebszustand der Einrichtung entspricht, wird durch Verschwenken des Exzenterhebels 29 das Zweiwegventil 28 in seine obere Stellung verschoben, so dass die Druckluft aus den Zylindern 22, 23 entweicht. Die beiden Kolben 24, 25 und damit die Achse 4 der dritten Gelenkstelle 3 werden aus ihrer starren Fixierung freigegeben. Nun können sich der kleine Kolben 25 und die Gelenkstelle 3 in Richtung der Kolbenstange 20 frei bewegen, so dass die Schwenkbewegungen des Reglerhebels 15 nicht mehr kraftschlüssig auf die Steuerwelle 11 übertragen werden. Dieser Zustand tritt dann auf, wenn ein vom Drehzahlregler 14 unabhängiger Regeleingriff vorgenommen werden soll. Durch einen solchen, zum Beispiel manuellen Eingriff über einen am vorderen Ende der Welle 11 angeordneten Schwenkhebel 38 kann jetzt die Steuerwelle 11 verdreht werden, so dass - unabhängig vom Drehzahlregler 14 - die geförderte Brennstoffmenge verändert und damit die Motordrehzahl nach Bedarf beeinfiusst werden. In a state that corresponds to an extraordinary operating state of the device, the two-way valve 28 is moved into its upper position by pivoting the eccentric lever 29, so that the compressed air escapes from the cylinders 22, 23. The two pistons 24, 25 and thus the axis 4 of the third joint 3 are released from their rigid fixation. The small piston 25 and the articulation point 3 can now move freely in the direction of the piston rod 20, so that the pivoting movements of the control lever 15 are no longer transmitted to the control shaft 11 in a force-locking manner. This state occurs when a control intervention independent of the speed controller 14 is to be carried out. The control shaft 11 can now be rotated by such a manual intervention, for example, via a pivot lever 38 arranged at the front end of the shaft 11, so that - regardless of the speed controller 14 - the amount of fuel delivered is changed and the engine speed is influenced as required.
Bei der Ausführungsform nach der Figur 2 liegt die zweite Gelenkstelle 2 in der Mitte des Waagebalkens 17, wogegen die dritte Gelenkstelle 3 am unteren Ende des Waagebalkens 17 angeschlossen ist. Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform entspricht derjenigen, wie sie für die Ausführungsform nach Figur 1 beschrieben worden ist. In the embodiment according to FIG. 2, the second articulation point 2 lies in the middle of the balance beam 17, whereas the third articulation point 3 is connected to the lower end of the balance beam 17. The mode of operation of this embodiment corresponds to that described for the embodiment according to FIG. 1.
Die Einrichtung ist auch für Brennstoffpumpen mit Ventilsteuerung anwendbar. Der Doppelzylinder 21 ist bei beiden Ausführungsformen der Erfindung stationär angeordnet und ebenso die Anschlüsse der starren Rohrleitungen 26, 26', 27 für die Druckluftzu- und -abfuhr. Damit ist die Störanfälligkeit der Einrichtung erheblich reduziert. Die zusätzliche Masse kann wegen der Rotationsbewegung des Waagebalkens sehr klein gehalten werden. The device can also be used for fuel pumps with valve control. The double cylinder 21 is arranged stationary in both embodiments of the invention and likewise the connections of the rigid pipelines 26, 26 ', 27 for the compressed air supply and discharge. This significantly reduces the facility's susceptibility to faults. The additional mass can be kept very small due to the rotational movement of the balance beam.
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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
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Legal Events
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PL | Patent ceased |