DE10311493B4

DE10311493B4 - Two-stroke diesel engine

Info

Publication number: DE10311493B4
Application number: DE10311493A
Authority: DE
Inventors: Hansen Erik Rosenlund
Original assignee: MAN B&W Diesel AS
Current assignee: MAN B&W Diesel AS
Priority date: 2003-03-15
Filing date: 2003-03-15
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2023-03-16
Also published as: DE10311493A1; KR100717146B1; JP4149938B2; JP2004278524A; KR20040081712A

Abstract

Zweitakt-Dieselmotor, insbesondere Zweitakt-Großdieselmotor, mit wenigstens einem mit Lufteinlassschlitzen (9) versehenen Zylinder (1), in dem ein die Lufteinlassschlitze (9) steuernder Kolben (2) bewegbar ist, der einen durch wenigstens ein Einspritzventil (8), dem eine hydraulisch betätigbare Einspritzpumpe (14) zugeordnet ist, mit Brennstoff beaufschlagbaren Brennraum (7) begrenzt; der einen Abgasauslass (10) aufweist, der durch ein mittels eines Hydraulikaggregats (13) betätigbares Auslassventil (12) verschließbar ist, wobei die Verbindungen des Hydraulikaggregats (13) des Auslassventils (12) und der Einspritzpumpe (14) mit einer Druckmittelquelle (18) mittels einer Steuerventilanordnung in Abhängigkeit von wenigstens einem zugeordneten Motorsignal aktivierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hydraulikaggregat (13) des Auslassventils (12) und der Einspritzpumpe (14) ein gemeinsames Proportionalventil (21) zugeordnet ist, das einen mit der Druckmittelquelle (18) verbundenen Eingang (22) und einen mit dem Hydraulikaggregat (13) des Auslassventils (12) verbundene Ausgang (24), sowie einen mit der Einspritzpumpe (14) verbundenen Ausgang (23) aufweist, wobei diese Ausgänge (23, 24) in den Endphasen einer hin-...Two-stroke diesel engine, in particular two-stroke large diesel engine, with at least one cylinder provided with air inlet slots (9) (1) in which a piston (2) controlling the air inlet slots (9) is movable, the one by at least one injection valve (8), the one hydraulically actuated Injection pump (14) is associated with fuel acted upon Combustion chamber (7) limited; having an exhaust gas outlet (10), the by a means of a hydraulic unit (13) operable Exhaust valve (12) closable is, wherein the connections of the hydraulic unit (13) of the exhaust valve (12) and the injection pump (14) with a pressure medium source (18) by means of a control valve arrangement in dependence on at least one associated motor signal are activated, characterized that the hydraulic unit (13) of the outlet valve (12) and the Injection pump (14) is assigned a common proportional valve (21), the one input (22) connected to the pressure medium source (18) and one with the hydraulic unit (13) of the exhaust valve (12). connected output (24), and one with the injection pump (14) connected output (23), these outputs (23, 24) in the final stages of an ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Zweitakt-Dieselmotor, insbesondere einen Zweitakt-Großdieselmotor, mit wenigstens einem mit Lufteinlassschlitzen versehenen Zylinder, in dem ein die Lufteinlassschlitze steuernder Kolben bewegbar ist, der einen durch wenigstens ein Einspritzventil, dem eine hydraulisch betätigbare Einspritzpumpe zugeordnet ist, mit Brennstoff beaufschlagbaren Brennraum begrenzt, der einen Abgasauslass aufweist, der durch ein mittels eines Hydraulikaggregats betätigbares Auslassventil verschließbar ist, wobei die Verbindungen des Hydraulikaggregats des Auslassventils und der Einspritzpumpe mit einer Druckmittelquelle mittels einer Steuerventilanordnung in Abhängigkeit von wenigstens einem zugeordneten Motorsignal aktivierbar sind.The The invention relates to a two-stroke diesel engine, in particular a Two-stroke diesel engine, with at least one cylinder provided with air inlet slots, in which a piston controlling the air inlet slots is movable, the one by at least one injection valve, which is a hydraulically actuated Injection pump is associated with fuel acted upon combustion chamber limited, having an exhaust outlet, which by means of a hydraulic unit operable Exhaust valve closable is, wherein the connections of the hydraulic unit of the exhaust valve and the injection pump with a pressure medium source by means of a control valve arrangement dependent on can be activated by at least one associated motor signal.

In der Praxis umfasst die Steuerventilanordnung ein der Einspritzpumpe zugeordnetes Proportionalventil und ein dem Hydraulikaggregat des Auslassventils zugeordnetes Schaltaggregat. Zwei Ventile sind aufwendig. Außerdem ist davon auszugehen, dass das Schaltventil lediglich den Öffnungs- und Schließzeitpunkt steuert. Eine Steuerung der Öffnungs- und Schließbewegung ist hiermit nicht möglich. Es können sich daher schlagartige Bewegungen des Kolbens des dem Auslassventil zugeordneten Hydraulikaggregats und damit auch des Auslassventils selbst ergeben, was zu schlagartigen Druckspitzen im hydraulischen System und zu hohen mechanischen Belastungen der mechanischen Bauteile führen kann. Um dem entgegenzuwirken ist das Hydraulikaggregat des Auslassventils vielfach mit einer Endlagendämpfungseinrichtung versehen, was jedoch aufwendig ist.In In practice, the control valve assembly comprises one of the injection pump associated proportional valve and the hydraulic unit of the Outlet valve associated switching unit. Two valves are expensive. Furthermore It can be assumed that the switching valve only covers the opening and closing time controls. A control of the opening and closing movement is not possible hereby. It can Therefore, sudden movements of the piston of the exhaust valve associated hydraulic unit and thus also the exhaust valve itself, which leads to sudden pressure peaks in the hydraulic System and can lead to high mechanical loads on the mechanical components. To counteract this is the hydraulic unit of the exhaust valve often with a cushioning device provided, which is expensive.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Anordnung eingangs erwähnter Art die Steuerventilanordnung zu vereinfachen und gleichzeitig eine schonende Betriebsweise zu ermöglichen.Of these, It is therefore the object of the present invention to provide an arrangement initially mentioned Type of simplify the control valve assembly and at the same time a to allow careful operation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass dem Hydraulikaggregat des Auslassventils und der Einspritzpumpe ein gemeinsames Proportionalventil zugeordnet ist, das einen mit der Druckmittelquelle verbundenen Eingang und zwei dem Hydraulikaggregat des Auslassventils bzw. der Einspritzpumpe zugeordnete Ausgänge aufweist, die in den Endphasen einer hin- und hergehenden Bewegung eines Ventilschiebers alternativ mit dem Eingang verbunden und in der Mittelstellung des Ventilschiebers abgesperrt sind, der mittels einer durch einen mit einem Eingang für wenigstens ein Motorsignal versehenen Signalwandler beeinflussbaren Servoeinrichtung mit einer signalabhängigen Geschwindigkeit bewegbar ist.These Task is inventively characterized solved, that the hydraulic unit of the exhaust valve and the injection pump a common proportional valve is assigned, the one with the pressure medium source connected input and two the hydraulic unit The output valve or the injection pump has associated outputs, in the final stages of a back and forth forthcoming movement of a valve spool alternatively with the input connected and shut off in the middle position of the valve spool are by means of a with an input for at least a motor signal provided signal converter influenceable servo device with a signal dependent Speed is movable.

Diese Maßnahmen führen zu einer kostengünstigen und dennoch sehr komfortablen Anordnung. Der Wegfall eines zweiten Ventils ergibt eine Vereinfachung und Verbilligung der Steuerventilanordnung einschließlich der erforderlichen Verkabelung. Gleichzeitig ist sichergestellt, dass mittels des gemeinsamen Proportionalventils nicht nur der Verlauf des Hubs der Einspritzpumpe, sondern auch des Hydraulikaggregats des Auslassventils gesteuert wird. Druckstöße und mechanische Schläge lassen sich somit in vorteilhafter Weise vermeiden, ohne das dem Hydraulikaggregat des Auslassventils eine Endlagendämpfungseinrichung zugeordnet sein müsste. Dadurch, dass das Proportionalventil so aufgebaut ist, dass sein Ventilschieber ausgehend von einer mittleren 0-Stellung lediglich gegenläufig bewegt werden muss, um die Einspritzpumpe bzw. das Hydraulikaggregat des Auslassventils zu aktivieren, kann die Aktivierung dieser Organe in vorteilhafter Weise unabhängig voneinander erfolgen. Zudem werden ein besonders einfacher Aufbau des Proportionalventils und der diesem zugeordneten Servoeinrichtung erreicht sowie unzulässige Überschneidungen der zu steuernden Vorgänge zuverlässig vermieden.These activities to lead at a low cost yet very comfortable arrangement. The omission of a second Valve results in a simplification and cheapening of the control valve assembly including the required wiring. At the same time it is ensured that by means of the common proportional valve not only the course the stroke of the injection pump, but also the hydraulic unit the exhaust valve is controlled. Pressure surges and mechanical impacts can be thus advantageously avoid without the hydraulic unit the exhaust valve assigned a Endlagendämpfungseinrichung would have to be. Thereby, that the proportional valve is constructed so that its valve spool starting from a middle 0-position only be moved in opposite directions must to the injection pump or the hydraulic unit of the exhaust valve To activate, activation of these organs can be beneficial independently done from each other. In addition, a particularly simple structure the proportional valve and the associated servo device reached as well as inadmissible overlaps the processes to be controlled reliable avoided.

Aus der US-A 5 237 968 ist es zwar bekannt, bei einem Viertakt-Motor mit einer Einspritzeinrichtung sowie einem Einlassventil und einem Auslassventil die diesen drei Organen zugeordneten hydraulischen Betätigungseinrichtungen mit Hilfe eines gemeinsamen Schieberventils zu steuern. Dabei entspricht eine Endstellung des Schiebers der 0-Stellung, von der ausgehend der Schieber nur nach einer Richtung bewegt werden kann, wobei die Aktivierung der einzelnen Aggregate in einer fest vorgegebenen Reihenfolge nacheinander erfolgen muss. Eine voneinander unabhängige Aktivierung ist hier nicht möglich. Außerdem ergibt sich ein sehr komplizierter Aufbau der Ventilanordnung. Für einen Zweitakt-Dieselmotor erweist sich diese bekannte Anordnung daher als nicht geeignet.From the US Pat. No. 5,237,968 While it is known in a four-stroke engine with an injector and an intake valve and an exhaust valve to control the three organs associated hydraulic actuators using a common slide valve. In this case, an end position of the slider corresponds to the 0 position, from which the slider can be moved only in one direction, wherein the activation of the individual units must be carried out in a fixed sequence one after the other. An independent activation is not possible here. In addition, there is a very complicated construction of the valve assembly. For a two-stroke diesel engine, this known arrangement therefore proves to be unsuitable.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Embodiments and appropriate training the parent Measures are in the subclaims specified.

So kann die dem Ventilschieber zugeordnete Servoeinrichtung vorteilhaft zwei im Ventilschieber angeordnete, achsparallele Druckräume aufweisen, denen gegenläufig am Schiebergehäuse abgestützte Kolben zugeordnet sind und die über zugeordnete, im Schieber vorgesehene Strömungskanäle mit dem am Ventileingang anstehenden Druckmittel beaufschlagbar sind, wobei wenigstens ein Strömungsweg mittels eines im Schieber angeordneten, achsparallelen Servoschiebers kontrollierbar ist, der mit einem den Signalwandler bildenden Linearmotor verbunden ist. Diese Maßnahmen stellen sicher, dass auch der Ventilschieber mittels des am Ventileingang anstehenden Druckmittels bewegbar ist, sodass weitere Antriebsmittel entfallen können. Die zur Größe des zugeordneten Motorsignals proportionale Größe der Bewegung des Linearmotors gibt dabei über die Verstellung des Servoschiebers die Größe des freigegebenen Strömungsquerschnitts und damit die Geschwindigkeit der erzielten Bewegung des Ventilschiebers vor, die dementsprechend proportional zur Bewegung des Linearmotors und damit proportional zur Größe des zugeordneten Motorsignals ist.Thus, the servo valve assigned to the servo device advantageously have two arranged in the valve spool, axially parallel pressure chambers, which are assigned in opposite directions on the slide housing supported pistons and provided via associated, provided in the slide flow channels with the pressure applied to the valve inlet pressure, at least one flow path by means of an im Sliders arranged, paraxial len servo slide is controlled, which is connected to a signal converter forming the linear motor. These measures ensure that the valve spool is movable by means of the pressure medium present at the valve inlet, so that further drive means can be dispensed with. The size of the movement of the linear motor, which is proportional to the size of the associated motor signal, determines the size of the released flow cross section and thus the speed of the movement of the valve slide via the adjustment of the servo slide, which is proportional to the movement of the linear motor and thus proportional to the size of the associated motor signal is.

Zweckmäßig kann der Linearmotor als Piezoelement ausgebildet sein. Dieses stellt einen elektromechanischen Wandler dar, durch den eine elektrische Größe in einen Verschiebeweg umgesetzt wird. Die Ansteuerung kann daher auf elektrischem Wege erfolgen, was eine einfache Signalübertragung ermöglicht.Appropriately the linear motor be designed as a piezoelectric element. This poses an electromechanical transducer through which an electrical Size in one Displacement is implemented. The control can therefore by electrical means take place, which allows a simple signal transmission.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung näher entnehmbar.Further advantageous embodiments and expedient developments of the higher-level measures are specified in the remaining subclaims and from the the following example description with reference to the drawing closer.

In der nachstehend beschriebenen Zeichnung zeigen:In the drawings described below show:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Zweitakt-Großdieselmotors und 1 a schematic representation of a two-stroke large diesel engine according to the invention and

2 einen Schnitt durch das Proportionalventil der Anordnung gemäß 1. 2 a section through the proportional valve of the arrangement according to 1 ,

Hauptanwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung sind Zweitakt-Großdieselmotoren, wie sie beispielsweise als Schiffsantriebe etc. Verwendung finden. Hierbei handelt es sich um vergleichsweise langsam laufende Motoren mit einem großen Hub.Main application the present invention are two-stroke large diesel engines, as they are used, for example, as marine propulsion etc. These are comparatively slow-moving engines with a great Hub.

Ein Zweitakt-Großdieselmotor dieser Art enthält in der Regel mehrere, in Reihe hintereinander angeordnete Zylinder. In 1 ist zur Vereinfachung der Darstellung lediglich ein derartiger Zylinder 1 dargestellt. Im Zylinder 1 ist ein Kolben 2 bewegbar angeordnet, der über eine Kolbenstange 3 mit einem Kreuzkopf 4 verbunden ist, der über eine Pleuelstange 5 mit einer Kurbelwelle 6 zusammenwirkt. Der Kolben 2 begrenzt einen Brennraum 7, der über wenigstens eine, im dargestellten Beispiel zwei, im Bereich des Zylinderdeckels angeordnete Einspritzdüsen 8 mit Brennstoff beaufschlagbar ist. Im unteren Bereich der Büchse des Zylinders 1 sind an eine Luftversorgungseinrichtung angeschlossene Lufteinlassschlitze 9 vorgesehen, die vom Kolben 2 überfahren und damit gesteuert werden und über die der Brennraum 7 mit Luft beaufschlagbar ist.A two-stroke large diesel engine of this type usually contains a plurality of cylinders arranged in series one behind the other. In 1 For simplicity of illustration, only one such cylinder is shown 1 shown. In the cylinder 1 is a piston 2 movably arranged, via a piston rod 3 with a crosshead 4 connected to it via a connecting rod 5 with a crankshaft 6 interacts. The piston 2 limits a combustion chamber 7 at least one, in the example shown two, arranged in the region of the cylinder cover injectors 8th can be acted upon with fuel. In the lower part of the cylinder liner 1 are air inlet slots connected to an air supply device 9 provided by the piston 2 run over and thus controlled and over which the combustion chamber 7 can be acted upon with air.

Die bei der Verbrennung entstehenden Abgase gelangen über einen im Bereich des Zylinderdeckels vorgesehenen, zentralen Auslass 10 in einen von diesem abgehenden Auslasskanal 11. Dem Auslass 10 ist ein Auslassventil 12 zugeordnet, das mittels eines zugeordneten Hydraulikaggregats 13 heb- und senkbar ist, wodurch der Auslass 10 geöffnet und geschlossen wird. Den Einspritzventilen 8 ist eine Einspritzpumpe 14 zugeordnet, deren Pumpenraum 15 mit durch eine Versorgungseinrichtung bereitgestelltem Brennstoff beaufschlagbar ist, wie durch einen Pfeil 16 angedeutet. Der Brennstoff wird aus dem Pumpenraum mittels eines hydraulisch betätigbaren Plungers 17 ausgestoßen.The exhaust gases produced during combustion pass through a central outlet provided in the area of the cylinder cover 10 in an outgoing from this outlet channel 11 , The outlet 10 is an exhaust valve 12 assigned, by means of an associated hydraulic unit 13 can be raised and lowered, reducing the outlet 10 opened and closed. The injection valves 8th is an injection pump 14 assigned, the pump room 15 can be acted upon by fuel provided by a supply device, such as by an arrow 16 indicated. The fuel is discharged from the pump room by means of a hydraulically actuated plunger 17 pushed out.

Das Hydraulikaggregat 13 des Auslassventils 12 und die Einspritzpumpe 14 sind durch Beaufschlagung mit einem in einer Druckmittelquelle 18 anstehenden Druckmittel aktivierbar. Diese Aktivierung erfolgt in Abhängigkeit von geeigneten Motorsignalen, wie Drehzahl, Last, Druck etc.. Die Druckmittelquelle 18 ist hier als Druckraum ausgebildet, der durch eine von der Kurbelwelle 6 direkt oder indirekt antreibbare Pumpe 19 mit Hydrauliköl beaufschlagt und auf dem gewünschten Druck gehalten wird. Im dargestellten Beispiel ist der die Druckmittelquelle 18 bildende Druckraum als common rail ausgebildet, von der mehrere, zu zugeordneten Verbrauchern führende Leitungen 20 abgehen, die jeweils durch zugeordnete Ventile auf- und absteuerbar sind. Bei einer Anordnung mit mehreren Zylindern kann eine über alle oder zumindest eine Gruppe von Zylindern durchgehende common rail vorgesehen sein.The hydraulic unit 13 the exhaust valve 12 and the injection pump 14 are by exposure to a in a pressure medium source 18 activated pressure medium activatable. This activation takes place as a function of suitable motor signals, such as speed, load, pressure, etc. The source of pressure medium 18 is designed here as a pressure chamber, by one of the crankshaft 6 directly or indirectly drivable pump 19 pressurized with hydraulic oil and maintained at the desired pressure. In the example shown, the pressure medium source 18 forming pressure chamber formed as a common rail, of the several, leading to associated loads lines 20 depart, which are each up and down by associated valves. In a multi-cylinder arrangement, a common rail passing through all or at least one group of cylinders may be provided.

Zur Steuerung der Druckbeaufschlagung des Hydraulikaggregats 13 bzw. der Einspritzpumpe 14 ist ein dem Hydraulikaggregat 13 und der Einspritzpumpe 14 gemeinsam zugeordnetes Proportionalventil 21 vorgesehen, das einen mit einem Ausgang der Druckmittelquelle 18 verbundenen Eingang 22 und zwei Ausgänge 23 bzw. 24 aufweist, von denen einer, hier der Ausgang 23, mit dem Hydraulikaggregat der Einspritzpumpe 14 und der andere, hier der Ausgang 24, mit dem Hydraulikaggregat 13 des Auslassventils 12 verbunden ist. Das Proportionalventil 21 besitzt ein Ventilgehäuse 25 in dem ein axial verschiebbarer Ventilschieber 26 angeordnet ist und das die erforderlichen Anschlüsse in Form des Eingangs 22 und der Ausgänge 23, 24 enthält. Das dargestellte Proportionalventil 21 besitzt noch zwei weitere, also insgesamt fünf Anschlüsse. Die zwei weiteren, hier nicht näher bezeichneten Anschlüsse dienen als Rücklaufanschlüsse zur Entlastung des Hydraulikaggregats 13 bzw. der Einspritzpumpe 14 im deaktivierten Zustand.To control the pressurization of the hydraulic unit 13 or the injection pump 14 is a hydraulic power unit 13 and the injection pump 14 commonly assigned proportional valve 21 provided, the one with an output of the pressure medium source 18 connected input 22 and two outputs 23 respectively. 24 one of which, here the output 23 , with the hydraulic unit of the injection pump 14 and the other, here the exit 24 , with the hydraulic unit 13 the exhaust valve 12 connected is. The proportional valve 21 has a valve body 25 in which an axially displaceable valve spool 26 is arranged and that the necessary connections in the form of the entrance 22 and the outputs 23 . 24 contains. The illustrated proportional valve 21 has two more, so a total of five connections. The two other, unspecified here ports serve as return ports to relieve the hydraulic unit 13 or the injection pump 14 in the deactivated state.

In einer mittleren 0-Stellung des Ventilschiebers 26 sind der Eingang 22 und die Ausgänge 23, 24 voneinander getrennt. In den Endstellungen des Ventilschiebers 26 ist der Eingang 22 mit jeweils einem Ausgang 23 bzw. 24 und dementsprechend entweder mit dem Hydraulikaggregat 13 des Auslassventils 12 oder mit dem Hydraulikaggregat der Einspritzpumpe 14 verbunden.In a middle 0 position of the valve spool 26 are the entrance 22 and the outputs 23 . 24 separated from each other. In the end positions of the valve spool 26 is the entrance 22 each with an output 23 respectively. 24 and accordingly either with the hydraulic unit 13 the exhaust valve 12 or with the hydraulic unit of the injection pump 14 connected.

Dem Ventilschieber 26 ist eine Betätigungseinrichtung zugeordnet, die einen Linearmotor 27 und eine von diesem beeinflussbare, mit dem Ventilschieber 26 zusammenwirkende Servoeinrichtung 28 enthält, durch die der Ventilschieber 26 mit zu einem Motorsignal proportionaler Geschwindigkeit verschiebbar ist. Durch den Linearmotor 27 werden die zur Steuerung der Einspritzung bzw. der Betätigung des Auslassventils 12 herangezogenen Motorsignale in eine zu ihrer Größe proportionale Linearbewegung umgewandelt. Der Linearmotor 27 fungiert dementsprechend als Signalwandler. Diese Umwandlung kann direkt oder indirekt erfolgen.The valve spool 26 is associated with an actuator, which is a linear motor 27 and one of this influenceable, with the valve spool 26 cooperating servo device 28 contains, through which the valve spool 26 is displaceable with proportional to a motor signal speed. By the linear motor 27 are used to control the injection or the actuation of the exhaust valve 12 used converted motor signals in a proportional to their size linear motion. The linear motor 27 accordingly acts as a signal converter. This conversion can be direct or indirect.

Im dargestellten Beispiel ist dem Linearmotor 27 eine durch einen Rechner 29 gebildete, elektronische Signalerzeugungseinrichtung vorgeordnet, die wenigstens einen Eingang 30 für die benötigten Motorsignale und wenigstens einen Ausgang 31 aufweist, der über eine Signalleitung mit einem Signaleingang 32 des Linearmotors 27 verbunden ist. Im Rechner 29 werden die ankommenden Motorsignale in hierzu analoge elektrische Signale bzw. in entsprechende digitale Signale umgewandelt, die über die Signalleitung dem Eingang 32 des Linearmotors 27 zugeführt werden. Dieser ist dementsprechend so ausgebildet, dass die ankommenden elektrischen oder digitalen Signale in eine hierzu proportionale Linearbewegung umgewandelt werden. Hierzu kann der Linearmotor 27 mit einem geeigneten Piezoelement versehen sein.In the example shown is the linear motor 27 one through a computer 29 formed, electronic signal generating device upstream, the at least one input 30 for the required motor signals and at least one output 31 comprising, via a signal line with a signal input 32 of the linear motor 27 connected is. In the calculator 29 the incoming motor signals are converted into electrical signals analog thereto or into corresponding digital signals, which via the signal line to the input 32 of the linear motor 27 be supplied. This is accordingly designed so that the incoming electrical or digital signals are converted into a linear motion proportional thereto. For this purpose, the linear motor 27 be provided with a suitable piezoelectric element.

Die mittels des Linearmotors 27 beeinflussbare Servoeinrichtung enthält, wie am besten aus 2 erkennbar ist, einen achsparallel, hier koaxial im Ventilschieber 26 des Proportionalventils 21 verschiebbar angeordneten, mit dem Ausgang des Linearmotors 27 antriebsmäßig verbundenen Servoschieber 33 sowie zwei ebenfalls im Ventilschieber 26 angeordnete, achsparallele Druckräume 34, 35, in denen gegenläufig am Schiebergehäuse 25, das heißt an den einander ggenüberliegenden Stirnseiten des Schiebergehäuses 25 abgestützte Kolben 36 bzw. 37 aufgenommen sind, wobei einem oder beiden Kolben eine Rückstellfederanordnung zugeordnet sein kann.The means of the linear motor 27 modifiable servo contains as best of 2 can be seen, an axis-parallel, here coaxial in the valve spool 26 of the proportional valve 21 slidably arranged, with the output of the linear motor 27 drivingly connected servo slide 33 as well as two also in the valve slide 26 arranged, axially parallel pressure chambers 34 . 35 , in which in opposite directions on the slide housing 25 , that is, at the opposite ends of the slider housing 25 supported pistons 36 respectively. 37 are received, wherein one or both pistons may be associated with a return spring arrangement.

Die Druckräume 34 bzw. 35 sind über im Ventilschieber 26 ausgebildeten Strömungswege 38 mit dem am Eingang 22 des Proportionalventils 21 anstehenden Druckmittel beaufschlagbar, wodurch sich eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Druckräume 34 bzw. 35 und damit eine axiale Verschiebung des Ventilschiebers 26 ergibt. Die genannten, den Druckräumen 34 bzw. 35 zugeordneten Strömungswege 38 sind mittels des Servoschiebers 33 kontrollierbar, das heißt können mittels des Servoschiebers 33 geöffnet bzw. geschlossen werden.The pressure chambers 34 respectively. 35 are over in the valve spool 26 trained flow paths 38 with the at the entrance 22 of the proportional valve 21 impending pressure medium acted upon, resulting in an increase or decrease in the pressure chambers 34 respectively. 35 and thus an axial displacement of the valve spool 26 results. The named, the pressure chambers 34 respectively. 35 associated flow paths 38 are by means of the servo slide 33 controllable, that is, by means of the servo slide 33 be opened or closed.

Die Größe der vom Linearmotor 27 erzeugten Linearbewegung und dementsprechend der Verschiebebewegung des Servoschiebers 33 hängt, wie weiter oben schon erwähnt wurde, von der Größe des aufgenommenen Motorsignals ab. Je größer die Bewegung des Servoschiebers 33 ist, um so größer ist auch der geöffnete Querschnitt des Strömungswegs 38. Je größer der geöffnete Querschnitt des Strömungswegs 38 ist, um so schneller verläuft die durch die Beaufschlagung des zugeordneten Druckraums 34, 35 bewerkstelligte Bewegung des Ventilschiebers 26. Dies ermöglicht daher die Erzeugung eines gewünschten Einspritzprofils sowie einer gedämpften Bewegung des Hydraulikaggregats 13 des Auslassventils 12. Das Hydraulikaggregat 13 kann daher als endlagendämpfungsloses Zylinder-Kolbenaggregat ausgebildet sein.The size of the linear motor 27 generated linear movement and, accordingly, the sliding movement of the servo slide 33 depends, as already mentioned above, on the size of the recorded motor signal. The larger the movement of the servo slide 33 is, the larger the open cross-section of the flow path 38 , The larger the open cross-section of the flow path 38 is, the faster passes through the admission of the associated pressure chamber 34 . 35 accomplished movement of the valve spool 26 , This therefore allows the generation of a desired injection profile and a damped movement of the hydraulic unit 13 the exhaust valve 12 , The hydraulic unit 13 can therefore be designed as endlagendämpfungsloses cylinder-piston unit.

In einfachen Fällen genügt es, wenn der einem Druckraum 34 zugeordnete Strömungsweg 38 vom Servoschieber 33 kontrolliert wird. In diesem Fall besitzen der dem kontrollierten Strömungsweg zugeordnete Druckraum und der hierin angeordnete Kolben eine größere, wirksame Druckfläche als der andere Druckraum und der hierin angeordnete Kolben. Diesem ist dabei zweckmäßig eine Rückstellfeder, wie in 2 bei 39 angedeutet ist, zugeordnet, die durch die Wirkung der auf den zugeordneten Kolben wirkenden hydraulischen Kraft gespannt wird und die den Ventilschieber 26 nach Wegfall der sie überwindenden hydraulischen Kraft bewegt.In simple cases, it is sufficient if the one pressure chamber 34 associated flow path 38 from the servo slide 33 is controlled. In this case, the pressure space associated with the controlled flow path and the piston disposed therein have a larger effective pressure area than the other pressure space and the piston arranged therein. This is expedient a return spring, as in 2 at 39 is indicated, assigned, which is stretched by the action of the force acting on the associated piston hydraulic force and the valve spool 26 moved after elimination of the hydraulic force overcoming them.

Bei Mehrzylindermotoren ist jedem Zylinder 1 ein Proportionalventil 21 zugeordnet. Für alle Zylinder oder eine Gruppe von Zylindern kann jedoch eine gemeinsame Signalerzeugungseinrichtung 29 vorgesehen sein. Diese ist dementsprechend mit mehreren, den nachgeordneten Proportionalventilen 21 zugeordneten Ausgängen 31 versehen.For multi-cylinder engines, every cylinder is 1 a proportional valve 21 assigned. For all cylinders or a group of cylinders, however, a common signal generating device 29 be provided. This is accordingly with several, the downstream proportional valves 21 associated outputs 31 Mistake.

Claims

Zweitakt-Dieselmotor, insbesondere Zweitakt-Großdieselmotor, mit wenigstens einem mit Lufteinlassschlitzen (9) versehenen Zylinder (1), in dem ein die Lufteinlassschlitze (9) steuernder Kolben (2) bewegbar ist, der einen durch wenigstens ein Einspritzventil (8), dem eine hydraulisch betätigbare Einspritzpumpe (14) zugeordnet ist, mit Brennstoff beaufschlagbaren Brennraum (7) begrenzt; der einen Abgasauslass (10) aufweist, der durch ein mittels eines Hydraulikaggregats (13) betätigbares Auslassventil (12) verschließbar ist, wobei die Verbindungen des Hydraulikaggregats (13) des Auslassventils (12) und der Einspritzpumpe (14) mit einer Druckmittelquelle (18) mittels einer Steuerventilanordnung in Abhängigkeit von wenigstens einem zugeordneten Motorsignal aktivierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hydraulikaggregat (13) des Auslassventils (12) und der Einspritzpumpe (14) ein gemeinsames Proportionalventil (21) zugeordnet ist, das einen mit der Druckmittelquelle (18) verbundenen Eingang (22) und einen mit dem Hydraulikaggregat (13) des Auslassventils (12) verbundene Ausgang (24), sowie einen mit der Einspritzpumpe (14) verbundenen Ausgang (23) aufweist, wobei diese Ausgänge (23, 24) in den Endphasen einer hin- und hergehenden Bewegung eines Ventilschiebers (26) alternativ mit dem Eingang (22) verbunden und in der Mittelstellung des Ventilschiebers (26) abgesperrt sind, der mittels einer durch einen mit einem Eingang (32) für wenigstens ein Motorsignal versehenen Signalwandler beeinflussbaren Servoeinrichtung (28) mit einer signalabhängigen Geschwindigkeit bewegbar ist.Two-stroke diesel engine, in particular two-stroke large diesel engine, with at least one with air intake slots ( 9 ) provided cylinder ( 1 ) in which one of the air intake slots ( 9 ) controlling pistons ( 2 ) is movable, the one by at least one injection valve ( 8th ), a hydraulically actuated injection pump ( 14 ) is associated, fuel-charged combustion chamber ( 7 ) limited; the one exhaust outlet ( 10 ), which by a means of a hydraulic unit ( 13 ) operable outlet Valve ( 12 ) is closed, wherein the connections of the hydraulic unit ( 13 ) of the exhaust valve ( 12 ) and the injection pump ( 14 ) with a pressure medium source ( 18 ) are activated by means of a control valve assembly in response to at least one associated motor signal, characterized in that the hydraulic unit ( 13 ) of the exhaust valve ( 12 ) and the injection pump ( 14 ) a common proportional valve ( 21 ) associated with the pressure medium source ( 18 ) connected input ( 22 ) and one with the hydraulic unit ( 13 ) of the exhaust valve ( 12 ) connected output ( 24 ), and one with the injection pump ( 14 ) connected output ( 23 ), these outputs ( 23 . 24 ) in the final phases of a reciprocating movement of a valve spool ( 26 ) alternatively with the input ( 22 ) and in the middle position of the valve spool ( 26 ), which by means of a with an input ( 32 ) for at least one motor signal provided signal converter influenceable servo device ( 28 ) is movable with a signal-dependent speed.

Zweitakt-Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalwandler als Linearmotor (27) ausgebildet ist.Two-stroke diesel engine according to claim 1, characterized in that the signal converter as a linear motor ( 27 ) is trained.

Zweitakt-Dieselmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearmotor (27) als Piezoelement ausgebildet ist, dem eine elektronische Signalerzeugungseinrichtung (29) zugeordnet ist, die mit wenigstens einem Eingang (30) für ein Motorsignal versehen ist.Two-stroke diesel engine according to claim 2, characterized in that the linear motor ( 27 ) is designed as a piezoelectric element to which an electronic signal generating device ( 29 ) associated with at least one input ( 30 ) is provided for a motor signal.

Zweitakt-Dieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Servoeinrichtung (28) zwei im Ventilschieber (26) angeordnete, achsparallele Druckräume (34, 35) aufweist, in denen jeweils ein zugeordneter erster bzw. zweiter Kolben (36 bzw. 37) angeordnet ist, wobei der erste und zweite Kolben (36, 37) gegenläufig an einem Schiebergehäuse (25) abgestützt sind und wobei die die beiden Druckräume (34, 35) über zugeordnete, im Ventilschieber (26) vorgesehene Strömungswege (38) mit dem am Eingang (22) des Proportionalventils (21) anstehenden Druckmittel beaufschlagbar sind, wobei wenigstens ein Strömungsweg (38) mittels eines im Ventilschieber achsparallel angeordneten Servoschiebers (33) kontrollierbar ist, der mit dem Linearmotor (27) antriebsmäßig verbunden ist.Two-stroke diesel engine according to one of the preceding claims, characterized in that the servo device ( 28 ) two in the valve slide ( 26 ), axially parallel pressure chambers ( 34 . 35 ), in each of which an associated first and second piston ( 36 respectively. 37 ), wherein the first and second pistons ( 36 . 37 ) in opposite directions on a slide housing ( 25 ) and wherein the two pressure chambers ( 34 . 35 ) via associated, in the valve slide ( 26 ) provided flow paths ( 38 ) with the at the entrance ( 22 ) of the proportional valve ( 21 ) pressure medium can be acted upon, wherein at least one flow path ( 38 ) by means of a valve slide in the axis-parallel arranged servo slide ( 33 ) is controllable with the linear motor ( 27 ) is drivingly connected.

Zweitakt-Dieselmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem der den Druckräumen (34, 35) zugeordneten ersten bzw. zweiten Kolben (36 bzw. 37) eine Rückstellfederanordnung (39) zugeordnet ist.Two-stroke diesel engine according to claim 4, characterized in that at least one of the pressure chambers ( 34 . 35 ) associated first and second piston ( 36 respectively. 37 ) a return spring arrangement ( 39 ) assigned.

Zweitakt-Dieselmotor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kolben (36) und der zweite Kolben (37) unterschiedliche wirksame Druckflächen aufweisen.Two-stroke diesel engine according to claim 4 or 5, characterized in that the first piston ( 36 ) and the second piston ( 37 ) have different effective pressure surfaces.

Zweitakt-Dieselmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem jeweils kleineren der den Druckräumen (34, 35) zugeordneten ersten bzw. zweiten Kolben (36 bzw. 37) eine Rückstellfederanordnung (39) zugeordnet ist.Two-stroke diesel engine according to claim 6, characterized in that the smaller of the pressure chambers ( 34 . 35 ) associated first and second piston ( 36 respectively. 37 ) a return spring arrangement ( 39 ) assigned.

Zweitakt-Dieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Mehrzylindermotor jedem Zylinder (1) ein Proportionalventil (21) zugeordnet ist.Two-stroke diesel engine according to one of the preceding claims, characterized in that in a multi-cylinder engine each cylinder ( 1 ) a proportional valve ( 21 ) assigned.

Zweitakt-Dieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Mehrzylindermotor allen Zylindern (1) eine gemeinsame Signalerzeugungseinrichtung (29) zugeordnet ist.Two-stroke diesel engine according to one of the preceding claims, characterized in that in a multi-cylinder engine all cylinders ( 1 ) a common signal generating device ( 29 ) assigned.

Zweitakt-Dieselmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungseinrichtung (29) als Rechner ausgebildet ist.Two-stroke diesel engine according to claim 9, characterized in that the signal generating device ( 29 ) is designed as a computer.

Zweitakt-Dieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikaggregat (13) des Auslassventils (12) als endlagendämpfungsloses Kolbenaggregat ausgebildet ist.Two-stroke diesel engine according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic unit ( 13 ) of the exhaust valve ( 12 ) is designed as endlagendämpfungsloses piston unit.

Zweitakt-Dieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelquelle (18) als mittels einer durch den Motor antreibbaren Pumpe (19) mit Druckmittel beaufschlagbarer Druckraum, vorzugsweise in Form einer mehreren Zylindern (1) zugeordneten common rail, ausgebildet ist.Two-stroke diesel engine according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure medium source ( 18 ) as by means of a motor driven by the pump ( 19 ) pressure medium acted upon pressure medium, preferably in the form of a plurality of cylinders ( 1 ) associated common rail, is formed.