FI110338B - hydraulic system - Google Patents

Description

110338110338

Hydrauliikkajärjestelmä - HydrauliksystemHydraulic system - Hydrauliksystem

Esillä oleva keksintö liittyy hydrauliikkajärjestelmään polttomoottoria varten, jossa on useita polttoainepumppuja ja useampia pakoventtiilejä, jossa järjestelmässä ainakin yksi korkeapainepumppu syöttää paineistetusta hydrauliikkanesteestä energiaa 5 hydraulisille käyttölaitteille, kuten pumppujen käyttölaitteille polttoainepumppuja varten ja hydraulisille toimilaitteille pakoventtiilejä varten.The present invention relates to a hydraulic system for a combustion engine having a plurality of fuel pumps and a plurality of exhaust valves wherein at least one high pressure pump supplies energy from pressurized hydraulic fluid to hydraulic actuators such as pump actuators for fuel pumps and hydraulic actuators.

Monen kuluneen vuoden aikana on esitetty eri ehdotuksia koskien sitä, että suuren kaksitahtisen läpivirtausmoottorin polttoainepumppujen ja pakoventtiilien tulisi olla hydraulisesti käytettyjä varsin tunnetun nokka-akselikäytön sijasta. Hakijan tanska-10 laisessa patentissa nro 41046 vuodelta 1929 ehdotettiin hydraulisesti käytettyä polttoainepumppua, ja viime ajoilta voidaan mainita tanskalainen patentti nro 151145 koskien hydraulisesti käytettyä polttoainepumppua sekä tanskalainen patentti nro 148 664 koskien elektronisesti ohjattua ja hydraulisesti käytettyä pakoventtiiliä.Over the past several years, various proposals have been made that the fuel pumps and the exhaust valves of a large two-stroke flow-through engine should be hydraulically driven rather than the well-known camshaft drive. Applicant's Danish Patent No. 41046 of 1929 proposed a hydraulically operated fuel pump, and more recently, Danish Patent No. 151145 for hydraulically operated fuel pump and Danish patent 148,664 for electronically controlled and hydraulically operated exhaust.

Tunnetut eri ehdotukset koskien pakoventtiilien ja polttoainepumppujen puhdasta 15 hydrauliikkakäyttöä suurissa kaksitahtisissa läpivirtausmoottoreissa eivät samalla ole saaneet kaupallista toteutusta moottoreissa, johtuen hydraulisten syöttöjärjes-telmien mutkikkaasta rakenteesta sekä samanaikaisesta suuresta energian kulutuksesta, joka voi tulla kyseeseen korkeapaineisen hydrauliikkanesteen syötön ylläpitämiseksi hydrauliikkayksiköille. Ilman nokka-akselia, eli ilman polttoainepumppu-: : _: 20 jen ja pakoventtiilien mekaanista käyttöä olevan polttomoottorin kaupallisen tuotan- : .: non edellytyksenä on se, että hydraulisilla käyttölaitteilla on hydraulinen syöttöjär- · · jestelmä, jonka toiminta on luotettavaa ja jonka rakenne on kohtuullinen energian kulutuksen kannalta. Kun polttomoottoria käytetään laivan pääkoneena on luotetta-, ·. vuus myös tärkeä seikka.At the same time, various proposals for the pure 15 hydraulic drive of exhaust valves and fuel pumps in large two-stroke flow-through motors have not been commercially realized due to the complex design of hydraulic feed systems and the high power consumption that can occur. The commercial production of a non-camshaft, that is to say without commercial operation of the fuel pump and of the exhaust valves, requires that the hydraulic actuators have a reliable · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · is reasonable in terms of energy consumption. When the internal combustion engine is used as the main engine of the ship, it is reliable, ·. This is also an important issue.

· 25 Käyttölaitteiden hydrauliikkanesteelle asettamille vaatimuksille on ominaista, että ne käyttävät suuria tilavuuksia aikayksikköä kohti, kun moottorin kuorma on korke- ampi. Jos korkeapainepumppu on suunniteltu vastaamaan yksiköiden tilavuusvaati- ;**: muksia moottorin täydellä kuormalla, pienillä kuormilla esiintyy suurta ylimääräistä , *. kapasiteettia.· 25 The requirements for actuators for hydraulic fluid are characterized by their use of large volumes per unit of time when the engine load is higher. ** If the high pressure pump is designed to meet the unit volume requirements; **: at full engine load, low load will result in a large excess, *. capacity.

• · · : ’ ’ " 30 Keksinnön tavoitteena on aikaansaada hydrauliikkajärjestelmä, joka on luotettava ja _ · ’ ·, jolla samalla on edullisen pieni energian kulutus.It is an object of the invention to provide a hydraulic system which is reliable and at the same time has an advantageous low energy consumption.

* · » · : Tämä tavoite mielessä keksinnölle on ominaista, että hydrauliikkajärjestelmä käsit tää ainakin kolme korkeapainepumppua, joista ainakin kaksi ovat ensiöpumppuja, 110338 2 joita käytetään polttomoottorin akselilta, niin että niiden pyörimisnopeus muuttuu ennalta määrätyssä suhteessa moottorin kampiakselin pyörimisnopeuteen nähden, ja joista ainakin yksi on säätöpumppu, jota käytetään sähköllä ja jonka tuottama tilavuus on säädettävissä.In view of this object, the invention is characterized in that the hydraulic system comprises at least three high pressure pumps, at least two of which are primary pumps, 110338 2 which are driven from the shaft of an internal combustion engine so that their rotation speed changes with respect to at least one of the crankshaft is a control pump that is electrically driven and has a variable volume output.

5 Tuottotilavuuden jakaminen ainakin kolmelle pumpulle parantaa moottorin koko-naisluotettavuutta, koska yhden pumpun vikaantuminen ei johda niin suureen ka-pasiteettihäviöön kuin vain kahden pumpun tapauksessa, eikä käyttötilaan ilman va-rapumppua. Luotettavuus paranee myös merkittävästi, kun ainakin kaksi pumppua on akselilta käytettäviä pumppuja, joilla voi olla huomattavasti yksinkertaisempi 10 yksilöllinen rakenne kuin elektronisesti käytetyllä pumpulla, ja lisäksi suoraan akselille kytketty pumppu on eräs kaikkein luotettavimpia tunnetuista pumppukäytöistä. Ensiöpumppujen akselikytkentä varmistaa hydrauliikkanesteen luotettavan tuoton, kun polttomoottorin akseli pyörii.5 Distributing the output volume to at least three pumps improves the overall reliability of the motor, since failure of one pump will not result in as much capacity loss as in the case of only two pumps, nor in operating mode without a spare pump. Reliability is also significantly improved when at least two pumps are shaft driven pumps, which may have a significantly simpler 10 individual design than an electronically driven pump, and in addition a pump directly connected to the shaft is one of the most reliable known pump drives. Shaft coupling of the primary pumps ensures reliable hydraulic fluid output as the shaft of the internal combustion engine rotates.

Energiamielessä saavutetaan monia etuja. Ensinnäkin pumpputyön jakaminen use-15 ämmän pumpun kesken antaa paremman mahdollisuuden eri pumpuille käydä lähellä suunniteltua optimikäyttöpistettään, koska jokaiseen pumppuun kohdistuu pienempi tuottotilavuuden vaihtelu. Toiseksi pumppujen tuotto voidaan kytkeä ja katkaista pienemmissä portaissa, kun käytössä on enemmän pumppuja. Kolmanneksi primääripumppujen akselikytkennän siirtohäviöt ovat edullisen pienet. Neljänneksi, 20 kun kyseessä ovat polttomoottorit, joiden pyörimisnopeus vaihtelee kuorman vaih-:. v dellessa, saavutetaan automaattisesti tuottotilavuuden osasäätö sen hetkistä kuormaa :/.· varten, koska primääripumpun pyörimisnopeus ja näin ollen sen tuottotilavuus myös ·:··: muuttuvat. Nämä olosuhteet tarjoavat edullisen alhaisen energian kulutuksen kor- •; : keapaineisen hydrauliikkanesteen syötön yhteydessä. Sähkökäyttöinen säätöpumppu .'. ·. 25 antaa lisäksi mahdollisuuden tuottotilavuuden hienosäätöön käyttölaitteiden kullois- ,·*.·. takin hydrauliikkanestetarvetta varten. Koska säätöpumppu on sähkökäyttöinen, sen tuottotilavuutta voidaan säätää täysin polttomoottorin käyttötilasta riippumatta.There are many benefits to the energy mind. First of all, splitting pump work between use-15 older pumps gives a better opportunity for different pumps to approach their planned optimum operating point, since each pump is subject to less variation in output volume. Secondly, pump output can be switched on and off in smaller steps when more pumps are in use. Third, the displacement losses of the shaft coupling of the primary pumps are advantageously small. Fourthly, 20 in the case of internal combustion engines whose speed varies with load alternation. v dell, a partial volume control is automatically achieved for the current load: /. ·, because the primary pump rotation speed and thus its output volume also ·: ··: change. These conditions offer an advantageous low energy consumption •; : when supplying low pressure hydraulic fluid. Electric adjustment pump. '. ·. 25 also provides the ability to fine-tune the output volume for each drive, · *. ·. jacket for hydraulic fluid needs. Because the control pump is electrically driven, its output volume can be completely adjusted regardless of the operating mode of the internal combustion engine.

•,:Korkeapainepumppujen suuren luotettavuuden ja suhteellisen pienen energian kulu-: : : tuksen ansiosta hydrauliikkajärjestelmällä ja siihen liittyvillä käyttölaitteilla voidaan ; ’·, 30 korvat tavanomainen kampiakseli suurissa kaksitahtisissa läpivirtausmoottoreissa, joita käytetään mm. laivojen kulkukoneistoina.•,: High reliability of high pressure pumps and relatively low energy consumption:: Thanks to the hydraulic system and its associated actuators; '·, 30 ears a conventional crankshaft in large two-stroke flow-through engines used in, e.g. as ship propulsion systems.

, * · ‘. Keksinnön mukaan voidaan käyttää ensiöpumppuja, joiden tilavuutta voidaan säätää , ·' : niiden säädettävän pyörimisnopeuden lisäksi, mutta edullisesti jokainen ensiöpump- pu tuottaa vakio tuottotilavuuden akselin kierrosta kohti. Tällä parannetaan luotetta-35 vuutta, koska pumput voidaan suunnitella vain muutamin komponentein, esimer- 110338 3 kiksi vakiomallisina kiinteän syrjäytysmäärän aksiaalisina mäntäpumppuina., * · '. According to the invention, adjustable volume primary pumps can be used in addition to their adjustable rotational speed, but preferably each primary pump produces a constant output volume per shaft revolution. This improves reliability since pumps can be designed with only a few components, such as standard fixed displacement axial piston pumps.

Koska ainakin joidenkin ensiöpumppujen ei tarvitse olla tilavuudeltaan säädettäviä kiinteillä pyörimisnopeuksilla, ne voidaan paremmin optimoida käyttöolosuhteiden mukaan, ja näin niillä on huomattavasti suurempi hyötysuhde kuin säätöpumpulla, 5 jonka tilavuus on säädettävä ja jolla on mutkikkaampi rakenne.Since at least some primary pumps do not need to be volume controlled at fixed rotation speeds, they can be better optimized for operating conditions and thus have a much higher efficiency than a variable volume adjustable pump with a more complex design.

Energian kulutuksen lisäoptimointia varten säätöpumppu kytketään edullisesti säh-kömoottori/generaattori-yksikköön, ja se voidaan ohjata pumpputilasta, jossa sitä käytetään sähkömoottorilla ja jossa se tuottaa paineistettua hydrauliikkanestettä, moottoritilaan, jossa se kuluttaa paineistettua hydrauliikkanestettä ja käyttää sähkö-10 generaattoria. Tällä tehdään mahdolliseksi pienentää säätöpumpun kokoaja vastaavasti nostaa tehokkaampien ensiöpumppujen kokoa, koska säätöpumppu voi tehdä sekä positiivista että negatiivista ensiöpumppujen tuottotilavuuden säätöä. Jos en-siöpumput tuottavat enemmän hydrauliikkanestettä kuin mitä tarvitaan, säätöpumppu voi kuluttaa ylimääräisen tilavuuden ja tuottaa sähkötehoa, ja jos ne tuottavat 15 tarvittavaa vähemmän, säätöpumppu voi tuottaa erotuksen.For further optimization of energy consumption, the control pump is preferably coupled to an electric motor / generator unit and can be controlled from a pump space where it is driven by an electric motor and produces pressurized hydraulic fluid to an engine space where it consumes pressurized hydraulic fluid and drives an electric generator. This makes it possible to reduce the size of the control pump assembler accordingly to increase the size of the more efficient primary pumps, since the control pump can perform both positive and negative control of the output volume of the primary pumps. If the primary pumps produce more hydraulic fluid than is required, the control pump may consume extra volume and generate electrical power, and if they produce less than required, the control pump may produce a difference.

Edullisessä kehitelmässä säätöpumpun kapasiteetti on alueella 40 - 60 %, edullisesti oleellisesti 50 %, ensiöpumpun kapasiteetista, ja ensiöpumppujen kapasiteetit ovat oleellisesti yhtä suuret. Tämä pumppukokojen keskinäinen jakautuma pienentää säätöpumpun tuottaman nestetilavuuden minimiinsä, ja mahdollistaa ensiöpumppu-: ‘: 20 jen tuoton portaittaisen päälle- ja poiskytkemisen, pääasiassa kokonaistuottotilavuut- . ; ta muuttamatta, kun säätöpumppu toimii pumppuna tai moottorina maksimituotolla.In a preferred embodiment, the control pump capacity is in the range of 40 to 60%, preferably substantially 50%, of the primary pump capacity, and the primary pumps have substantially equal capacity. This mutual distribution of pump sizes reduces the fluid volume produced by the control pump to a minimum and allows for the gradual switching on and off of the output of the primary pump, mainly the total flow volume. ; unchanged when the control pump operates as a pump or motor at maximum output.

' ' Edullisesti järjestelmässä on ainakin neljä ensiöpumppua ja ainakin kaksi säätö- * ’· pumppua. Tällä saadaan sopivan pienikokoiset pumput ja äärimmäisen pieni vaara : :: kaikkien pumppujen samanaikaisesta vikaantumisesta.'' Preferably, the system has at least four primary pumps and at least two control * '· pumps. This results in a suitably compact pump with extremely low risk: :: failure of all pumps at the same time.

• I » 25 Polttomoottoreilla tiedetään olevan joko kiinteä pyörimissuunta, joka suurten kaksitahtisten läpivirtausmoottoreiden osalta tarkoittaa sitä, että moottori on joko paikal-’ ’linen käyttömoottori voimalaitoksessa tai laivamoottori, joka on kytketty muuttuval-' · | la nousukulmalla varustettuun potkuriin, tai se voi olla kahteen suuntaan käyvä, niin • että moottori voi käydä suurimmalla tuottotehollaan ja likimain samoissa oloissa : ‘: 30 kumpaankin pyörimissuuntaan, kuten laivamoottorin tapauksessa, joka on kytketty kiinteän nousukulman omaavaan potkuriin. Kahteen suuntaan käyvät moottorit, jot-';··* ka muodostavat pääosan dieselpohjaisista laivamoottoreista, aiheuttavat erityisen ‘ · ’ · ongelman esillä olevan keksinnön suhteen, koska sekä ensiöpumpuilla on vaikeata saavuttaa sekä luotettavuus että riittävän korkea hyötysuhde, kun ensiöpumppujen 110338 4 käyttöakselit voivat pyöriä kumpaankin suuntaan täydellä kuormalla. Käyttöakselin ja jokaisen yksilöllisen ensiöpumpun väliin voidaan järjestää suunnanmuutosvaihde ja kytkin, mutta tämä vähentää etuja verrattuna ensiöpumppuihin, jotka ovat suoraan akselikäyttöisiä.• I »25 Internal combustion engines are known to have either a fixed direction of rotation, which for large two-stroke flow-through engines means that the engine is either a local '' propulsion engine at the power plant or a marine engine that is connected to a variable '· | a pitch pitch propeller, or it can be bidirectional so that the engine can run at maximum power output and under approximately the same conditions: ': 30 in each direction of rotation, as with a marine engine connected to a fixed pitch pitch propeller. Bidirectional engines, which form the majority of diesel-based marine engines, pose a particular problem with the present invention, as both primary pumps have difficulty in achieving both reliability and sufficiently high efficiency when the primary drive shaft of the 110338 can rotate. in both directions at full load. A reversing gear and switch can be provided between the drive shaft and each individual primary pump, but this reduces the advantages over primary pumps that are directly shaft driven.

5 Keksintö liittyy lisäksi hydrauliikkajärjestelmään, jossa on ainakin yksi korkeapai-nepumppu paineistetun hydrauliikkanesteen tuottamiseksi pyörivällä akselilla varus- t tetussa pääyksikössä oleville hydraulisille käyttölaitteille, kuten polttoainepumppujen käyttölaitteille ja pakoventtiilien hydraulisille toimilaitteille kampiakselilla varustetussa polttomoottorissa, jolloin pääyksikkö on kahteen suuntaan käyvä, niin että 10 pyörivä akseli voi pyöriä kumpaankin suuntaan.The invention further relates to a hydraulic system having at least one high pressure pump for producing pressurized hydraulic fluid for hydraulic actuators in a main unit provided with a rotary shaft, such as fuel pump actuators and exhaust valves for hydraulic actuators; can rotate in either direction.

Kun tarkoituksena on aikaansaada sellainen hydrauliikkajärjestelmä, jolla on suuri luotettavuus ja edullisen alhainen energian kulutus, keksinnön mukaiselle hydrau-liikkajärjestelmälle on ominaista, että se käsittää joukon ensiöpumppuja, jota/joita käytetään pyörivällä akselilla, niin että ensiöpumpun pyörimisnopeus vaihtelee en-15 naita määrätyssä suhteessa akselin pyörimisnopeuteen nähden, ja niin että sen suunta vaihtuu samanaikaisesti akselin pyörimissuunnan vaihtuessa, ja että ensiöpumppu on asennettu putkiosuuteen kahden liitoskohdan välille, jotka kummatkin on kytketty matalapainejohtoon kulloisenkin takaiskuventtiilin kautta, jotka päästävät hyd-rauliikkanestettä virtaamaan ainoastaan liitoskohtaan päin, ja jotka kummatkin on 20 kytketty korkeapainejohtoon kulloisenkin takaiskuventtiilin kautta, jotka päästävät v,: hydrauliikkanesteen virtaamaan ainoastaan poispäin liitoskohdasta.In order to provide a hydraulic system with high reliability and advantageously low energy consumption, the hydraulic system according to the invention is characterized in that it comprises a plurality of primary pumps driven on a rotary shaft such that the rotational speed of the primary pump varies with a given ratio of and the primary pump is mounted in a pipe section between two junctions, each connected to a low pressure line through a respective non-return valve, which allows the hydraulic fluid to flow only through the junction, through the respective non-return valve, which allows the v1: hydraulic fluid to flow only away from the junction.

] Akselikäyttöisten ensiöpumppujen käytöstä saatavia etuja mainittiin edellä. Käyttö- . akselin pyörimissuunnan muutoksen osalta ensiöpumput on tehty riippumattomiksi pyörimissuunasta sijoittamalla jokainen pumppu putkiosuuteen, joka on kytketty se- I » · ·'·* 25 kä matalapaine- että korkeapainejohtoihin kummastakin päästä. Riippumatta siitä ',: * imeekö pumppu nestettä toisesta päästään ja tuottaa nestettä toiseen päähänsä, tai päin vastoin, hydrauliikkanesteen virtaus ensiöpumppua kohti tapahtuu matalapaine-: : : johdosta, ja paineistetun hydrauliikkanesteen virtaus poispäin ensiöpumpusta tapah- tuu korkeapainejohtoon, koska neste kulkee kahden takaiskuventtiilin kautta. Toisin 30 kuin kytkinelementit ja suunnanvaihdon vaihteet ja niihin liittyvä pumppuakselin ohjaus, takaiskuventtiilien suurena etuna on se, että ne ovat äärimmäisen luotettavia ja toimivat ilman ulkoista ohjausta, koska nesteiden paineet ennen venttiiliä ja sen jälkeen määrää onko venttiili auki- tai kiinniasennossa. Kun ensiöpumppu vaihtaa : ‘ ·, * pyörimissuuntaansa, nesteen paine muuttuu, ja kaikki neljä takaisku venttiiliä kytkey- 35 tyvät automaattisesta vastakkaiseen asentoon, jolloin neste virtaa vastakkaiseen 110338 5 suuntaan ensiöpumpulla varustetun putkiosuuden läpi. Vastaavasti voi ensiöpum-puilla olla sama optimaalinen rakenne, joka mainittiin edellä, ja ne voivat käydä täydellä kapasiteetillaan kumpaankin pyörimissuuntaan, jolloin ne sallivat sen, että käyttölaitteilla on oleellisesti sama hydrauliikkanesteen kulutus kummassakin pyö-5 rimissuunnassa.] The advantages of using shaft driven primary pumps were mentioned above. Operating. with respect to the change in the direction of rotation of the shaft, the primary pumps are made independent of the direction of rotation by placing each pump in a tube section connected to both low pressure and high pressure lines at each end. Regardless of: * whether the pump absorbs fluid from one end and produces liquid at one end, or vice versa, the flow of hydraulic fluid toward the primary pump is low:: by line, and the flow of pressurized hydraulic fluid . Unlike the clutch elements and reversing gears and the associated pump shaft control, the great advantage of check valves is that they are extremely reliable and operate without external control because the fluid pressures before and after the valve determine whether the valve is in the open or closed position. When the primary pump reverses: '·, * its direction of rotation, the fluid pressure changes, and all four non-return valves are automatically switched to the opposite position so that the fluid flows in the opposite direction through the pipe section provided with the primary pump. Correspondingly, the primary pump trees may have the same optimum structure mentioned above and run at full capacity in each direction of rotation, thereby allowing the actuators to have substantially the same hydraulic fluid consumption in each direction of rotation.

Seuraavassa selitetään suoritusmuotoja, joita voidaan soveltaa sekä sellaiseen perusrakenteeseen, jossa on kahteen suuntaan käyvä moottori, että sellaiseen perusrakenteeseen, jossa polttomoottorilla myös voi olla kiinteä pyörimissuunta.Embodiments which can be applied both to a two-stroke engine and to a combustion engine which can also have a fixed direction of rotation are described below.

Edullisessa suoritusmuodossa jokainen ensiöpumppu on kytketty rinnan säädettävän 10 ohitusventtiilin kanssa, joka voi palauttaa pumpun imupuolelle kaiken mainitun pumpun tuottaman hydrauliikkanesteen tai osan siitä, ja ensiöpumpun korkeapaine-johtoon johtavaan painejohtoon on sovitettu takaiskuventtiili korkeapainejohdon ja ohitusventtiilillä varustetun paluujohdon välille. Kun ensiöpumpun tuottotilavuutta ei tarvita, ohitusventtiili voidaan avata kokonaan, joka saattaa ensiöpumpun paine-15 johdon paineen putoamaan lähes matalapainejohdon paineeseen, koska korkeapaine-johdon ja ohitusventtiilin välissä oleva takaiskuventtiili eristää korkeapainejohdon paineen ensiöpumpulta ja ohitusventtiililtä. Tässä tilanteessa paine-ero ensiöpumpun imupuolen ja tuottopuolen välillä johtuu vain kiertosilmukan virtausvastuksesta matalapainejohdosta ja ulos ensiöpumpun kautta ja takaisin paluujohdon läpi. Paine-20 ero on varsin pieni, ja ensiöpumppu kuluttaa vain häviävän vähän energiaa, kun se .: on tällä tavoin kytketty irti.In a preferred embodiment, each primary pump is coupled with an adjustable bypass valve 10 which can return all or part of the hydraulic fluid produced by said pump to the suction side of the pump, and a non-return valve with a high pressure line is fitted to the high pressure line of the primary pump. When the primary pump output volume is not required, the bypass valve can be fully opened, which causes the primary pump pressure-15 line pressure to drop to near-low pressure line, since the non-return valve between the high pressure line and bypass valve isolates the high pressure line from the primary pump. In this situation, the pressure differential between the primary pump and the suction side of the return flow is only due to the resistance of the low-pressure first pump and out of the circulating loop and back through the return line. The pressure-20 difference is quite small and the primary pump only consumes very little energy when it is disengaged.

Yksinkertaisimman rakenteen omaava ohitusventtiili on sulkuventtiili, jolla on auki- . ja kiinniasento. Ohitusventtiili voidaan myös muodostaa säätöventtiiliksi, joka sää- . tää ensiöpumpun tuottamaa painetta. Tämä säätö voi olla yhteinen kaikille ensiö- < · ;* 25 pumpuille, niin että korkeapainejohdon paineesta saadaan säädettävä edullisen yk sinkertaisella tavalla käyttämättä mitään tarpeetonta energiaa hydrauliikkanesteen paineistamiseksi.The simplest bypass valve is a shut-off valve with an opening. and closed position. The by-pass valve may also be formed as a control valve which This is the pressure produced by the primary pump. This adjustment may be common to all primary pumps, so that the pressure in the high pressure line can be controlled in a simple and advantageous way without using any unnecessary energy to pressurize the hydraulic fluid.

. Edullisessa suoritusmuodossa korkeapainejohdon painetta säädetään elektronisesti venttiilin avulla, joka säätää säätöpumpun tuottotilavuutta. Muuttamalla säätöpum-'· 30 pun tuottotilavuutta tai sen kuluttamaa tilavuutta, ja näin kompensoimalla ensiö- pumppujen hetkellisen tuottotilavuuden ja hetkellisen kulutustilavuuden eroja, voi-• · ’. daan minimoida hydrauliikkajärjestelmän energiahäviö, joka johtuu pumppujen kor- , ·. : keapainejohtoon tuottaman täyden paineen käyttämättä jäämisestä, jolloin tuottopai- netta jatkuvasti säädetään niin, että se hetkellinen minimituottopaine on yhtä suuri 35 kuin suurin käyttöpaine, jota hydraulinen käyttölaite vaatii kyseisessä käyttötilassa.. In a preferred embodiment, the pressure in the high pressure line is electronically controlled by a valve that controls the output volume of the control pump. By varying the flow rate of the control pump · 30 pounds or the volume it consumes, and thus compensating for the difference between the instantaneous flow rate and the instantaneous flow volume of the primary pumps, • · '. to minimize the energy loss of the hydraulic system due to pump height, ·. : inactivity of the full pressure exerted on the tap pressure line, whereby the supply pressure is continuously adjusted so that the instantaneous minimum output pressure is equal to 35 the maximum operating pressure required by the hydraulic drive in that operating mode.

110338 6110338 6

Kun hydrauliikkajärjestelmä syöttää hydraulisia pumppukäyttöjä polttoainepumppuja ja hydraulisia toimilaitteita pako venttiilejä varten polttomoottorissa, ja kun polttomoottorin kuorma on 70 prosenttia tai sen alle. korkeapainepumppujen tuottopaine voi nousta enintään 75 prosenttiin siitä tuottopaineesta, joka vallitsee mainitun 5 polttomoottorin käydessä 100 prosentin kuormalla. Tällä tavalla säästetään merkittävä määrä hydraulisten korkeapainepumppujen käyttämisessä tarvittavaa energiaa.When the hydraulic system supplies hydraulic pump drives for fuel pumps and hydraulic actuators for exhaust valves in an internal combustion engine and when the internal combustion engine load is 70 percent or less. the pressure of the high pressure pumps can reach up to 75% of the pressure of the 5 internal combustion engines running at 100% load. This saves a significant amount of energy needed to operate the hydraulic high pressure pumps.

Hydrauliikkajärjestelmä voidaan edullisesti suunnitella niin, että ensimmäinen elektroninen säätöyksikkö säätää ainakin yhden ensiöpumpun ainakin yhtä säätöpumppua ja ohitusventtiiliä, ja että toinen elektroninen säätöyksikkö säätää ainakin yhden toi-10 sen ensiöpumpun ainakin yhtä toista säätöpumppua ja ohitusventtiiliä. Säädön tarkoituksena elektronisia säätöyksiköitä käytettäessä on ennenkaikkea pumppujen tuottamaa hetkellistä tuottotilavuutta ja edullisesti myös hetkellistä tuottopainetta niin, että se vastaa kuluttajien hydrauliikkanesteen tilavuus- ja painetarpeita. Luotettavuutta ajatellen säädön puuttuminen johtaa edullisesti siihen, että tuotetaan täysi 15 tuottotilavuus maksimipaineella. Useamman säätöyksikön käyttäminen, joilla säädetään sekä ensiöpumppuja että säätöpumppuja, tarjoaa äärimmäisen korkean var-muustason hydrauliikkajärjestelmän täydellistä vikaantumista vastaan.Preferably, the hydraulic system may be designed such that the first electronic control unit controls at least one control pump and bypass valve of the at least one primary pump, and that the second electronic control unit controls at least one second control pump and bypass valve of the second primary pump. The purpose of the control when using electronic control units is above all the instantaneous output volume produced by the pumps and preferably also the instantaneous output pressure so as to meet the volume and pressure requirements of the consumer hydraulic fluid. For reliability, the lack of control advantageously results in a full flow volume at maximum pressure. The use of multiple control units to control both primary and control pumps provides an extremely high level of safety against complete failure of the hydraulic system.

Seuraavassa selitetään yksityiskohtaisemmin keksinnön suoritusesimerkkejä kaa-: violliseen piirustukseen viitaten, joka esittää kaksitahtisen läpivirtausmoottorin hyd- 20 rauliikkajärjestelmän yksinkertaistetun kaavion.Embodiments of the invention will now be described in more detail with reference to a schematic drawing showing a simplified diagram of the hydraulic system of a two-stroke flow-through motor.

t · t » . : Hydrauliikkajärjestelmä syöttää paineenalaista hydrauliikkanestettä kaksitahtisen » ,: läpivirtausmoottorin hydrauliikkayksiköille. Moottorilla on joukko sylintereitä, jotka . on varustettu hydraulisin käyttölaittein 1, kuten pumppukäyttöjä polttoainepumppuja . varten ja hydraulisia toimilaitteita pakoventtiilejä varten. Näillä kahdella tyypillä on 25 keskenään poikkeava hydrauliikkanesteen kulutus eri moottorikuormilla, ja niiden hydrauliselle paineelle asettamat vaatimukset voivat myös vaihdella eri tavoin. Mi- nimitapauksessa hydrauliikkajärjestelmän on pystyttävä tuottamaan sellainen tuot- : v totilavuus, joka täyttää vaatimukset moottorin maksimikuormalla, johon liittyy suu- : i : rin kokonaiskulutus. Tavallisesti moottorin maksimikuorma myös vaatii suurimman ; 30 tuottopaineen.t · t ». : The hydraulic system supplies pressurized hydraulic fluid to the hydraulic units of the two-stroke, »flow-through motor. The engine has a number of cylinders which. equipped with hydraulic actuators 1, such as pump driven fuel pumps. and hydraulic actuators for exhaust valves. These two types have 25 different hydraulic fluid consumption at different engine loads, and their hydraulic pressure requirements can also vary in different ways. In the minimum case, the hydraulic system must be capable of delivering a productive volume that meets the requirements at maximum engine load with a high total power consumption. Usually the maximum motor load also requires the highest; 30 return pressure.

» · *»· *

Hydrauliikkanestettä voidaan syöttää varastosäiliöstä, ja se voi esimerkiksi olla . * *. standardityyppistä hydrauliikkaöljyä, mutta edullisesti hydrauliikkaöljynä käytetään : moottorin voiteluöljyä, ja järjestelmää syötetään moottorin öljytilasta 2. Syöttö- • »« pumppu 3 syöttää hydrauliikkanesteen ainakin yhden suodatuslaitteen 4 kautta mata-35 lapainejohtoon 5, johon on kytketty neljä ensiöpumppua 6 ja kaksi säätöpumppua 7.The hydraulic fluid may be supplied from a storage tank, and may be, for example. * *. standard hydraulic oil, but preferably hydraulic oil is: engine lubricating oil, and the system is supplied from engine oil space 2. Feeder pump »3 supplies hydraulic fluid through at least one filtration device 4 to a Mata-35 blade line 5 connected by four primary pumps 6 and 2.

110338 7110338 7

Syöttöpumppu voi esimerkiksi ylläpitää matalapainejohdossa ylipaineen välillä 1-5 bar, tyypillisesti noin 2 bar ylipainetta, josta saadaan se etu, että ensiöpumput pysyvät täynnä hydrauliikkanestettä syötön ylipaineella, joka estää kavitaatiota ja estää pumppuja käymästä kuivana. Vastaavasti ei ensiöpumppujen tarvitse olla itsesyöttä-5 vää tyyppiä.For example, the feed pump can maintain an overpressure in the low pressure line between 1-5 bar, typically about 2 bar, with the advantage that the primary pumps remain filled with hydraulic fluid at the feed excess pressure, which prevents cavitation and prevents the pumps from running dry. Similarly, the primary pumps need not be of the self-supply type.

Piirustuksessa esitetyssä suoritusmuodossa syötetään laivan kaksitahtista läpivir-tausmoottoria hydrauliikkanesteellä. Laivamoottorilla ei ole tavanomaista kampiakselia, ja sen pakoventtiilejä ja polttoainepumppuja käytetään hydraulisesti ja niitä säädetään elektronisesti. Voidaan myös käyttää yhdistettyä polttoaineen korkeapai-10 nelähdettä, jolla on vakio paine (yhteispainejärjestelmä), ja tällöin jättää pois erilliset polttoainepumput yksilöllisiä sylintereitä varten, mutta hydraulisesti käytettyjä polttoainepumppuja pidetään edullisempana. Lisäksi hydrauliset käyttölaitteet, joihin syötetään hydrauliikkanestettä, voivat olla muita tyyppejä, kuten säätö venttiilejä ja -pumppuja.In the embodiment shown in the drawing, the ship's two-stroke flow-through motor is supplied with hydraulic fluid. The marine engine does not have a conventional crankshaft and its exhaust valves and fuel pumps are hydraulically actuated and controlled electronically. It is also possible to use a combined high-pressure fuel source with constant pressure (common pressure system), thereby eliminating separate fuel pumps for individual cylinders, but hydraulically operated fuel pumps are preferred. In addition, hydraulic actuators fed with hydraulic fluid may be of other types, such as control valves and pumps.

15 Ensiöpumppuja 6 käytetään hammaspyörien välityksellä suoraan laivamoottorin yhden tai useamman akselin avulla. Välityssuhde valitaan niin, että ensiöpumpuille saadaan sopiva pyörimisnopeus, kun laivamoottori käy tavanomaisella täydellä kuormalla. Laivamoottorissa, jonka sylinterin halkaisija on 500 mm ja pyörimisnopeus 100 prosentin kuormalla noin 125 kierrosta minuutissa, ensiöpumppujen pyö-20 rimisnopeus voi olla yksitoista kertaa suurempi kuin käyttävän kampiakselin. Suuril-_ > la laivamoottoreilla voi olla pienemmät pyörimisnopeudet, jotka mahdollistavat en- .: siöpumppujen vielä suuremmat välityssuhteet. Ensiöpumput voidaan valita niin, että • saadaan korkea hyötysuhde. Voidaan esimerkiksi valita saksalainen Mannesmann-The primary pumps 6 are driven directly by the gear wheels via one or more axles of the marine engine. The gear ratio is selected to provide the primary pumps with a suitable rotation speed when the marine engine is running at normal full load. In a marine engine with a cylinder diameter of 500 mm and a rotation speed of 100% at about 125 rpm, the rotation speed of the primary pumps may be eleven times greater than that of the driven crankshaft. Large marine engines may have lower rotational speeds, allowing for even higher gear ratios for the pre-. Primary pumps can be selected to provide • high efficiency. For example, you might choose the German Mannesmann-

Rexroth GmbH:n aksiaalinen mäntäpumppu päätyyppimerkinnällä A4FM, jonka 25 hyötysuhde on noin η = 0,95. Se on syrjäytyssyöttöinen pumppu, jonka syrjäytys-määrä on kiinteä, eli pumpun kapasiteetti riippuu pelkästään pumpun akselin pyö- s · rimisnopeudesta. Syrjäytyssyöttöisen pumpun valitseminen on edullista, koska se on rakenteeltaan yksinkertainen, joka johtaa korkeaan hyötysuhde- ja luotettavuusta- ‘ *·* soon.Rexroth GmbH axial piston pump with main type designation A4FM with an efficiency of about η = 0.95. It is a displacement feed pump with a fixed displacement rate, ie the pump capacity depends solely on the rotation speed of the pump shaft. Selecting a displacement-fed pump is advantageous because of its simple construction, which results in high efficiency and reliability.

- * · I t 30 Koska laivamoottori voi käydä kumpaankin suuntaan, sen pyörimisnopeus vaihtelee myös moottorin kuorman mukaan, joka on erityisen edullista ensiöpumppujen yhte-ydessä, koska alhainen pyörimisnopeus johtaa ensiöpumppujen pienempään tuottoti-lavuuteen, ja samalla hydrauliikkanesteen kulutus pienenee. Ensiöpumppujen tuot-totilavuus vaihtelee laivamoottorin pyörimisnopeuteen verrannollisesti, kun taas 35 kulutus vaihtelee voimakkaammin kuin pyörimisnopeuteen verrannollisesti. Korke- 110338 8 asta hyötysuhteestaan johtuen ensiöpumppujen kokonaiskapasiteetti voidaan sopivasti valita niin, että juuri ja juuri pystyvät kattamaan hydrauliikkanesteen tilavuuden, jonka moottori kuluttaa moottorin kuorman ollessa 100 %.Because the ship engine can run in either direction, its speed also varies with engine load, which is particularly advantageous in connection with primary pumps, since low speed results in lower primary pump output, and at the same time reduces hydraulic fluid consumption. The output volume of the primary pumps varies in proportion to the speed of the marine engine, while the consumption varies more strongly than in relation to the speed of rotation. Due to its high efficiency, the total capacity of the primary pumps can be suitably selected so that they can barely cover the volume of hydraulic fluid consumed by the motor at 100% load on the motor.

j Ensiöpumppu asennetaan putkiosuuteen 8, joka ulottuu kahden liitoskohdan 9 välil- 5 lä, jotka liittyvät syöttöjohtoon 10 ja vastaavasti ulostulojohtoon 11. Liitoskohdissa putket voidaan hitsata toisiinsa tai liittää muulla tavoin, esimerkiksi pulttien ja T-kappaleen avulla. Putket voidaan myös muodostaa kanaviksi, jotka portaan lohko-muotoiseen kappaleeseen, ja tässä tapauksessa liitoskohdat sijaitsevat kohdissa, joissa kaksi kanavaa kohtaavat. Syöttöjohto 10 voi olla yksi ainoa putki, joka lähtee 10 matalapainejohdosta 5 ja joka haarautuu kahdeksi johdoksi, joissa on liitoskohdat 9. Vaihtoehtoisesti liitoskohdissa 9 voi olla kulloinenkin syöttöjohto matalapainejohdosta. Takaiskuventtiilit 12 ja 12’ on sovitettu matalapainejohdon 5 ja kummankin liitoskohdan väliin, ja ne päästävät nestevirtauksen vain matalapainejohdosta ensiö-pumpun suuntaan. Kummatkin ulostuloputket on edullisesti ulostulopuolella liitetty 15 samaksi ulostulojohdoksi ennen liittymistä korkeapainejohtoon 14. Takaiskuventtiilit 13 ja 13’, jotka päästävät nestevirtauksen vain ensiöpumpulta korkeapainejoh-don suuntaan, on sovitettu kumpaankin ulostulojohtoon, ennenkuin ne yhtyvät samaksi johdoksi.j The primary pump is mounted on a pipe section 8 extending between two connection points 9 which are connected to the supply line 10 and the outlet line 11 respectively. At the connection points, the pipes can be welded to one another or otherwise connected, for example by bolts and a T-piece. The tubes can also be formed as ducts which are in the block-shaped body of the stair, in which case the junctions are located where the two ducts meet. The feed line 10 may be a single pipe starting from the low pressure line 10 and branched into two lines having junctions 9. Alternatively, the junctions 9 may have a respective low pressure line. The non-return valves 12 and 12 'are disposed between the low pressure line 5 and the junctions of each, and allow the flow of liquid only from the low pressure line in the direction of the primary pump. Preferably, both outlets are connected on the outlet side 15 to the same outlet before connecting to the high pressure line 14. The non-return valves 13 and 13 ', which only allow fluid flow from the primary pump to the high pressure line, are fitted to each outlet line.

Edellä kuvatulla tavalla tehty ensiöpumppujen kytkentä matalapaine- ja korkeapai-20 nejohtoihin johtaa virtaukseen matalapainejohdosta korkeapainejohtoon päin ensiö-,: pumppujen pyörimissuunnasta riippumatta. Kun ensiöpumppu pyörii ensimmäiseen suuntaan, hydrauliikkaneste virtaa takaiskuventtiilillä 12’ varustetun syöttöjohdon haaran kautta ja putkiosuuden 8 kautta, piirustuksessa vasemmalle, ja johdetaan j korkeapainejohtoon takaiskuventtiilillä 13 varustetun ulostulojohdon haaran kautta.The connection of the primary pumps to the low pressure and high pressure lines, as described above, results in flow from the low pressure line to the high pressure line, regardless of the direction of rotation of the primary pumps. As the primary pump rotates in the first direction, the hydraulic fluid flows through the branch of the supply line provided with the non-return valve 12 'and through the pipe section 8 to the left, and is led to the high pressure line through the outlet branch with the non-return valve 13.

•. 25 Kun ensiöpumppu pyörii vastakkaiseen suuntaan, hydrauliikkaneste virtaa takaisku- ·, venttiilillä 12 varustetun syöttöjohdon haaran kautta ja putkiosuuden 8 kautta, pii- rustuksessa oikealle, ja johdetaan korkeapainejohtoon takaiskuventtiilillä 13’ varus-, tetun ulostulojohdon haaran kautta. Ellei moottori ole kumpaankin suuntaan käyvä, voidaan syöttö- ja ulostulojohtojen haarat niihin kuuluvine takaiskuventtiileineen t * · ‘ 30 12, 12’, 13 ja 13’ jättää pois, ja johdot 10, 11 voidaan kytkeä suoraan ensiöpump- * : ‘: puun 6.•. As the primary pump rotates in the opposite direction, the hydraulic fluid flows through a branch of the supply line with a non-return valve 12 and through a pipe section 8 to the right of the drawing and is led to a high pressure line through a branch of the outlet line If the motor is not running in either direction, the branches of the supply and outlet lines with the associated non-return valves t * · '30 12, 12', 13 and 13 'may be omitted and the lines 10, 11 may be directly connected to the primary pump *:'.

’ •,'’ Jokaisella ensiöpumpulla on paluujohto 15 ohitusventtiileineen 16, joka on elektro- nisesti käytetyn säätöventtiilin muodossa, jolla on ainakin kaksi asentoa, ja joka on jousikuormitettu piirustuksessa esitettyä ääriasentoa varten, jossa paluujohto on 35 suljettu. Kun ohitusventtiili aktivoidaan ohjaussignaalilla, se siirtyy toiseen asen- 110338 9 toon, jossa paluujohto on auki. Paluujohto lähtee ulostulojohdosta 11 ja johtaa mata-lapainejohtoon 5 tai muuhun liitoskohtaan ensiöpumpun imupuolella. Ulostulojoh-dossa oleva takaiskuventtiili 17 on sovitettu paluujohdon haarautumiskohdan ja kor-keapainejohdon 14 väliin. Takaiskuventtiili 17 estää johdossa 14 vallitsevaa korkean 5 paineen leviämisen paluujohdon haaran alueelle.Each primary pump has a return line 15 with a bypass valve 16 in the form of an electronically controlled control valve having at least two positions and spring-loaded for the extreme position shown in the drawing where the return line is closed. When the bypass valve is activated by the control signal, it moves to another position 110338 9 with the return line open. The return line starts from the outlet line 11 and leads to the Mata blade line 5 or other connection point on the suction side of the primary pump. A non-return valve 17 in the outlet line is disposed between the branch line of the return line and the high pressure line 14. The non-return valve 17 prevents high pressure 5 in the conduit 14 from spreading to the return branch branch.

Vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa, jota ei ole esitetty, ohitusventtiili on toteutettu ylipaineventtiilinä, jolla on säädettävä avauspaine. Kun kulloisenkin ensiöpumpun käyttö halutaan lopettaa/aloittaa kulloistakin kulutusta varten syötetyn hydrauliikka-nesteen säätämiseksi, voidaan avauspaine laskea matalapainejohdossa vallitsevan 10 paineen alapuolelle, tai vastaavasti avauspaine voidaan nostaa matalapainejohdossa vallitsevan paineen yläpuolelle.In an alternative embodiment, not shown, the bypass valve is implemented as an overpressure valve having an adjustable opening pressure. When it is desired to stop / start the operation of the respective primary pump to adjust the hydraulic fluid supplied for each consumption, the opening pressure may be lowered below the pressure in the low pressure line, or the opening pressure may be raised correspondingly to the pressure in the low pressure line.

Säätöpumppu 7 on sähkökäyttöinen, elektronisesti ohjattu aksiaalinen mäntäpump-pu. Voidaan esimerkiksi valita saksalainen Mannesmann-Rexroth GmbH:n aksiaalinen mäntäpumppu päätyyppimerkinnällä A4VSO, jonka maksimi hyötysuhde on η = 15 0,90 täydellä tuottotilavuudella. Pienemmillä tuottotilavuuksilla hyötysuhde on oleellisesti pienempi. Se on syrjäytyssyöttöinen pumppu, jonka männät on nivelle-tysti asennettu levylle, jota puolestaan pyöritetään pumpun akselilla, ja männät voivat liikkua sylintereissä samanaikaisesti pyörivässä rummussa, jonka pituusakselin kulmaa voidaan säätää pumpun akselin pituussuunnan suhteen. Pituussuunnassa 20 liikkuvan luistin avulla voidaan sylinterein varustetun rummun kallistusta muuttaa, * niin että mäntien iskunpituus muuttuu. Rummulla on neutraali asento, jossa se on '·, samankeskisesti pumpun akselin jatkeella, niin että mäntien iskunpituus on nolla.The control pump 7 is an electrically driven, electronically controlled axial piston pump. For example, a German Mannesmann-Rexroth GmbH axial piston pump can be selected with the main type designation A4VSO with a maximum efficiency of η = 15 0.90 at full output. At lower yields, the efficiency is substantially lower. It is a displacement-feed pump, the pistons of which are pivotally mounted on a plate which in turn is rotated on the pump shaft, and the pistons can move within the cylinders simultaneously in a rotating drum whose angle of longitudinal axis can be adjusted relative to the longitudinal direction of the pump shaft. The longitudinally movable skate 20 allows the inclination of the drum with cylinders to be changed * so that the stroke of the pistons is changed. The drum has a neutral position where it is' ·, concentric with the pump shaft extension so that the stroke of the pistons is zero.

Pumpun tuottotilavuuden säädön lisäksi, joka tapahtuu säätämällä rummun positiivista kallistusta, rummun kallistusta voidaan muuttaa niin, että se on neutraalin 25 asennon toisella puolella. Tällä tavalla pumppua säädetään niin, että se pumpun sijasta toimii moottorina, eli se voidaan säätää niin sanottua negatiivista tuottotila-vuutta varten, jolloin se kuluttaa hydrauliikkanestettä korkeapainejohdosta ja syöttää . . nesteen matalapainejohtoon.In addition to adjusting the pump output volume by adjusting the positive drum tilt, the drum tilt can be adjusted to be on the other side of the neutral position. In this way, the pump is adjusted to act as a motor instead of the pump, i.e. it can be adjusted for a so-called negative throughput, whereby it consumes and supplies hydraulic fluid from the high pressure line. . low pressure fluid line.

: i : Säätöpumpun akseli on kytketty sähkömoottori/generaattoriyksikköön 19, joka ; '· 30 käyttää säätöpumppua kun pumppu syöttää nestettä korkeapainejohtoon 14, ja joka ’!!. ‘ on säätöpumpun käyttämä tuottaen sähkötehoa, kun mainittu pumppu kuluttaa nes- ';' tettä korkeapainejohdosta. Säätöpumppua säädetään elektronisesti ohjatulla verran- nollisella venttiilillä 18, joka säätää rummun kaltevuutta ja siten säätöpumpun toi-: ’ \: minta-asentoa. Säätöpumppu säätää korkeapainejohdon painetta venttiilin 18 säädön 35 avulla, jota näin ollen voidaan kutsua paineensäätöventtiiliksi. Tämä säätö voidaan 110338 10 tehdä esimerkiksi säätöjännitteen perusteella, jolloin korkeampi jännite aiheuttaa paineen nostamisen korkeapainejohdossa. Suuremmissa kaksitahtisissa läpivirtaus-moottoreissa korkeapainejohdon painetta voidaan sopivasti säätää niin, että se vaih-telee välillä 125 bar - 300 bar, jolloin alempia paineta voidaan käyttää joutokäynnil-5 lä, ja korkeampia paineita yli 250 bar moottorin 100 prosentin kuormalla. Pienentämällä painetta moottorin pienemmillä kuormilla säästetään energiaa, jota moottori kuluttaa johdossa 14 olevan korkeapaineisen nesteen paineistamiseksi.: i: The control pump shaft is coupled to an electric motor / generator unit 19 which; '· 30 operates a control pump when the pump supplies fluid to the high pressure line 14, and which' !!. 'Is used by the control pump to produce electrical power when said pump consumes liquid'; ' high pressure line. The regulating pump is controlled by an electronically controlled proportional valve 18 which regulates the inclination of the drum and thus the operating position of the regulating pump. The control pump regulates the pressure of the high pressure line by means of a control 35 of the valve 18, which can thus be called a pressure control valve. This adjustment can be made, for example, on the basis of the control voltage, whereby a higher voltage causes the pressure in the high pressure line to be increased. For larger two-stroke flow-through motors, the pressure in the high pressure line can be suitably adjusted to vary from 125 bar to 300 bar for lower pressures at idle 5 and higher pressures over 250 bar at 100% load on the motor. Reducing the pressure with less motor loads saves the energy the motor consumes to pressurize the high pressure fluid in line 14.

Pumpun 7 ja korkeapainejohdon 14 välillä on säätöventtiili 20. Säätöventtiilillä on kaksi asentoa, joista toisessa venttiili asettaa takaiskuventtiilin korkeapainejohtoon 10 johtavalle virtaustielle, jolloin takaiskuventtiili päästää virtauksen vain korkeapaine-johtoon päin, ja toisessa asennossa venttiili pitää virtaustien auki, niin että säätö-pumppu 7 voi kuluttaa hydrauliikkanestettä korkeapainejohdosta. Säätöventtiili 20 on jousikuormitettu siirtymään ensimmäiseen asentoon, mutta se voidaan elektronisesti aktivoida siirtymään toiseen asentoon. Elektronisen säädön vikaantuessa säätö-15 venttiili 20 pakotetaan asentoon, jossa takaiskuventtiili on aktiivinen, jolloin estetään korkeapainejohdon paineen menetys. Korkeapainejohto käsittää varaventtiilin, ei esitetty, joka voi päästää pois nestettä, jos ensiöpumppujen muodostama paine ilman säätöpumppujen 7 tuottamaa paineen säätöä ylittää ennalta määrätyn maksimi-paineen, esimerkiksi 310 bar. Koko elektronisen säädön vikaantuessa kaikilla ensiö-20 pumpuilla tapahtuu pakkokytkentä, ja säätöpumpuilla tehdään pakkokatkaisu, joka johtaa siihen että hydrauliikkanestettä tuotetaan täysi tilavuus kulutuksesta riippu-matta. Mahdollisesti kuluttamatta jäänyt neste poistetaan korkeapainejohdossa ole-:: van varo venttiilin kautta.There is a control valve 20 between the pump 7 and the high pressure line 14. The control valve has two positions, one of which places the non-return valve on the flow path leading to the high pressure line 10, wherein the non-return valve only flows to the high pressure line. consumes hydraulic fluid from the high pressure line. The control valve 20 is spring loaded to move to the first position, but can be electronically activated to move to the second position. When electronic control fails, the control-valve 20 is forced to a position where the non-return valve is active, thereby preventing high pressure line pressure loss. The high pressure line comprises a spare valve, not shown, which can release fluid if the pressure generated by the primary pumps without the pressure control provided by the control pumps 7 exceeds a predetermined maximum pressure, for example 310 bar. When the entire electronic control fails, all primary-20 pumps are forced to switch, and the control pumps are forced to shut down, which results in a full volume of hydraulic fluid being produced regardless of consumption. Any unused fluid is removed through the high-pressure valve through the valve.

....: Vaihtoehtona säätöventtiilin 20 käyttämiselle tai lisävarmistukseksi voidaan säätö- •, 25 pumppu varustaa sähkökäyttöisellä mekaanisella jarrulla, kuten jarrupaloin varuste- !, tulla levyjarrulla, jolloin jarrupalat pidetään irti jarrulevystä magnetointivirralla, * Sähköjärjestelmän vikaantuessa magnetointivirta katkeaa, niin että mekaaniset pu-ristusjouset saattavat jarrupalat aktiiviseen jarrutusasentoon kosketuksessa jarrule- '. v vyyn, joka pysäyttää säätöpumpun.....: As an alternative to actuating the control valve 20 or as additional security, the control pump 25 may be equipped with an electrically operated mechanical brake such as a brake pad, come with a disc brake, whereby the brake pads are disconnected from the brake disk by magnetizing current; the cross springs move the brake pads to the active brake position when in contact with the brake. v to stop the adjustment pump.

♦ » * • . 30 Hydrauliikkajärjestelmän ohjaus tapahtuu kahden elektronisen säätöyksikön 21 ;·/ avulla, jotka molemmat ohjaavat kahta ensiöpumppua ja säätöpumppua, eli ohitus- *··'’ venttiilejä 16, verrannollista venttiiliä 18 ja säätöventtiiliä 20. Piirustuksessa sää- töyksikkö 21 ja siihen liittyvät yksiköt on ympäröity pistekatkoviivalla. Jos toinen ;*·,· säätöyksiköistä 21 vikaantuu, toinen säätöyksikkö voi edelleen ylläpitää paineen • » 35 säätöä korkeapainejohdossa 14.♦ »* •. 30 The hydraulic system is controlled by two electronic control units 21; · /, each controlling two primary pumps and control pumps, i.e. bypass * ·· '' valves 16, proportional valve 18 and control valve 20. In the drawing, control unit 21 and associated units are enclosed. a dotted line. If one of the * ·, · control units 21 fails, the second control unit can still maintain pressure control of »35 in the high pressure line 14.

110338 11110338 11

Paineen säädön yhteydessä käyttöä varten säätöyksikkö 21 vastaanottaa mittaussignaaleja matalapainejohdossa 5 olevilta paineantureilta 22 ja korkeapainejohdossa 14 olevilta paineantureilta 23, sekä signaalin moottorin hetkellisestä kuormasta.For use in connection with pressure control, the control unit 21 receives measurement signals from the pressure sensors 22 in the low pressure line 5 and the pressure sensors 23 in the high pressure line 14, as well as a signal of the instantaneous load on the motor.

Kun polttomoottori pysäytetään ja on valmiina käynnistykseen -tilassa, käynniste-5 tään yksi säätöpumpuista 7, niin että korkeapainejohto 14 paineistetaan. Ellei verrannollinen venttiili 18 vastaanota säätöjännitettä säätöyksiköltä 21, säätöpumppu 7 voidaan asettaa käynnistysasentoon, jossa se pumppaa ennalta määrätyn öljytilavuu-den korkeapainejohtoon, esimerkiksi noin 20 % säätöpumpun täydestä tuottotila-vuudesta. Tämä tuottomäärä riittää polttomoottorin käynnistämiseen, jonka jälkeen 10 käynnistetään ensiöpumput. Kun pyörimissuunta käännetään, säätöpumppu voi säilyttää hydraulisen paineen pienimmän pyörimisnopeuden alueella.When the internal combustion engine is stopped and ready to start, one of the control pumps 7 is started 5 so that the high pressure line 14 is pressurized. If the proportional valve 18 receives no control voltage from the control unit 21, the control pump 7 may be set to the start position where it pumps a predetermined oil volume into the high pressure line, for example about 20% of the total output volume of the control pump. This yield is sufficient to start the internal combustion engine, after which the primary pumps are started. When the direction of rotation is reversed, the control pump can maintain the hydraulic pressure in the lowest speed range.

Kaikki johdot 8, 10 ja 11 ensiöpumppujen 6 ympärillä voidaan muodostaa jakotukin virtauskanaviksi, esimerkiksi niin että ne ovat porattuja kanavia suuremmassa loh-komuotoisessa kappaleessa. Tämä vähentää putkiliitosten, sovitusten jne. määrää. 15 Säätöpumput 7 voidaan myös integroida sellaiseen jakotukkiin. Järjestelmä voidaan suunnitella niin, että siinä on vain kaksi ensiöpumppua ja yksi ainoa säätöpumppu sekä yksi säätöyksikkö 21, mutta neljä ensiöpumppua tai enemmän pidetään edullisempana. Luotettavuuden kannalta käytetään myös enemmän kuin kahta säätö-pumppua 7, joita kulloinkin ohjataan omalla säätöyksiköllä.All wires 8, 10 and 11 around the primary pumps 6 can be formed as manifold flow channels, for example, so that they are drilled channels in a larger block-shaped piece. This reduces the number of pipe joints, fittings, etc. The control pumps 7 can also be integrated into such a manifold. The system may be designed with only two primary pumps and a single control pump and one control unit 21, but four primary pumps or more are preferred. In terms of reliability, more than two control pumps 7 are also used, each being controlled by its own control unit.

Claims (10)

12 1 1033812 1 10338 1. Hydrauliikkajärjestelmä polttomoottoria varten, jossa on useita polttoaine-pumppuja ja useampia pakoventtiilejä, jossa järjestelmässä ainakin yksi korkeapai-nepumppu syöttää paineistetusta hydrauliikkanesteestä energiaa hydraulisille käyttö- 5 laitteille (1), kuten pumppujen käyttölaitteille polttoainepumppuja varten ja hydraulisille toimilaitteille pakoventtiilejä varten, tunnettu siitä, että hydrauliikkajärjestelmä käsittää ainakin kolme korkeapainepumppua, joista ainakin kaksi ovat ensiö-pumppuja (6), joita käytetään polttomoottorin akselilta, niin että niiden pyörimisnopeus muuttuu ennalta määrätyssä suhteessa moottorin kampiakselin pyörimisnopeu-10 teen nähden, ja joista ainakin yksi on säätöpumppu (7), jota käytetään sähköllä ja jonka tuottomäärä on säädettävissä.A hydraulic system for an internal combustion engine having a plurality of fuel pumps and a plurality of exhaust valves, wherein at least one high pressure pump supplies energy from the pressurized hydraulic fluid to hydraulic actuators (1), such as pump actuators for fuel pumps, hydraulic actuators, wherein the hydraulic system comprises at least three high pressure pumps, at least two of which are primary pumps (6) driven from the shaft of the internal combustion engine so that their rotation speed changes in a predetermined proportion to the engine crankshaft rotation speed, is powered by electricity and has an adjustable rate of return. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hydrauliikkajärjestelmä, tunnettu siitä, että jokainen ensiöpumppu (6) tuottaa vakio tuottotilavuuden akselin kierrosta kohti.Hydraulic system according to claim 1, characterized in that each primary pump (6) produces a constant output volume per revolution of the shaft. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen hydrauliikkajärjestelmä, tunnettu siitä, 15 että ensiöpumpun hyötysuhde on oleellisesti suurempi kuin säätöpumpun (7) hyötysuhde.Hydraulic system according to claim 1 or 2, characterized in that the efficiency of the primary pump is substantially higher than the efficiency of the control pump (7). 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-3 mukainen hydrauliikkajärjestelmä, tunnettu siitä, että säätöpumppu (7) on kytketty sähkömoottori/generaattori-yksik-köön (19), ja se voidaan ohjata pumpputilasta, jossa sitä käytetään sähkömoottorilla ,: 20 ja jossa se tuottaa paineistettua hydrauliikkanestettä, moottoritilaan, jossa se kulut- . i taa paineistettua hydrauliikkanestettä ja käyttää sähkögeneraattoria.Hydraulic system according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the control pump (7) is connected to an electric motor / generator unit (19) and can be controlled from a pump space where it is driven by an electric motor: 20 and produces a pressurized hydraulic fluid, into the engine compartment where it is consumed. i provides pressurized hydraulic fluid and uses an electric generator. . 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen hydrauliikkajärjestelmä, tunnettu siitä, että säätöpumpun (7) kapasiteetti on alueella 40 - 60 %, edullisesti oleellisesti 50 %, en-;' siöpumpun kapasiteetista ja että ensiöpumppujen (6) kapasiteetit ovat oleellisesti 25 yhtä suuret.. Hydraulic system according to claim 4, characterized in that the capacity of the control pump (7) is in the range of 40 to 60%, preferably substantially 50%, pre- and that the primary pumps (6) have substantially equal capacities. ....: 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-5 mukainen hydrauliikkajärjestelmä, tunnettu siitä, että se käsittää ainakin neljä ensiöpumppua (6) ja ainakin kaksi sää-töpumppua (7).A hydraulic system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises at least four primary pumps (6) and at least two control pumps (7). . 7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen hydrauliikkajärjestelmä, tun- 30 nettu siitä, että jokainen ensiöpumppu (6) on kytketty rinnan säädettävän ohitus-venttiilin (16) kanssa, joka voi palauttaa pumpun imupuolelle kaiken mainitun pum-; . .: pun tuottaman hydrauliikkanesteen tai osan siitä, ja että ensiöpumpun (6) korkea- painejohtoon johtavaan painejohtoon on sovitettu takaiskuventtiili korkeapainejoh- 110338 13 don ja ohitusventtiilillä varustetun paluujohdon (15) välille.. Hydraulic system according to any one of the preceding claims, characterized in that each primary pump (6) is connected in parallel with an adjustable bypass valve (16) which can return all said pumps to the suction side of the pump; . .: the hydraulic fluid produced by the pun or a part thereof, and that a non-return valve between the high pressure line 110338 13 and the return line (15) with a bypass valve is arranged in the high pressure line of the primary pump (6). 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen hydrauliikkajärjestelmä, tunnettu siitä, että korkeapainejohdon painetta säädetään elektronisesti venttiilin (18) avulla, joka säätää säätöpumpun (7) tuottotilavuutta.Hydraulic system according to claim 7, characterized in that the pressure in the high pressure line is electronically controlled by a valve (18) which regulates the output volume of the control pump (7). 9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen hydrauliikkajärjestelmä, tun nettu siitä, että kun polttomoottorin kuorma on 70 prosenttia tai sen alle, korkeapai-nepumppujen (6, 7) tuottopaine on enintään 75 % siitä tuottopaineesta, joka vallitsee mainitun polttomoottorin käydessä 100 prosentin kuormalla.Hydraulic system according to any one of the preceding claims, characterized in that when the internal combustion engine has a load of 70% or less, the high pressure pumps (6, 7) have an output pressure of not more than 75% of the output pressure of said internal combustion engine at 100% load. 10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen hydrauliikkajärjestelmä, tun-10 nettu siitä, että ensimmäinen elektroninen säätöyksikkö (21) säätää ainakin yhden ensiöpumpun ainakin yhtä säätöpumppua (7) ja ohitusventtiiliä (16) ja että toinen elektroninen säätöyksikkö säätää ainakin yhden toisen ensiöpumpun ainakin yhtä toista säätöpumppua ja ohitusventtiiliä.Hydraulic system according to any one of the preceding claims, characterized in that the first electronic control unit (21) controls at least one control pump (7) and the bypass valve (16) of the at least one primary pump and the second electronic control unit controls at least one second control pump. and a bypass valve.