CH345196A - Brennkraftmaschinenanlage mit Aufladung und mittelbarer Kraftübertragung - Google Patents

Brennkraftmaschinenanlage mit Aufladung und mittelbarer Kraftübertragung

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CH345196A
CH345196A CH345196DA CH345196A CH 345196 A CH345196 A CH 345196A CH 345196D A CH345196D A CH 345196DA CH 345196 A CH345196 A CH 345196A
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2700/00Supplying, feeding or preparing air, fuel, fuel air mixtures or auxiliary fluids for a combustion engine; Use of exhaust gas; Compressors for piston engines
    • F02M2700/33Compressors for piston combustion engines
    • F02M2700/331Charging and scavenging compressors
    • F02M2700/333Drive thereof

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Description


      Brennkraftmaschinenanlage    mit Auf Ladung und mittelbarer     Kraftübertragung       Die Erfindung betrifft eine     Brennkraftmaschinen-          anlage    mit     Aufladung    und mittelbarer Kraftübertra  gung, bei welcher die Brennstoffzufuhr ausser durch  einen Geschwindigkeitsregler noch in Abhängigkeit  vom Zustand der     Aufladeluft    eingestellt wird, und  bei welcher ferner neben der Vorrichtung zur Rege  lung der Brennstoffzufuhr noch eine Vorrichtung  zur Regelung des Drehmomentes vorgesehen ist, wel  che auf eine die Leistung der     Brennkraftmaschine     übertragende Vorrichtung in der Weise einwirkt,

   dass  bei sinkender Drehzahl der     Brennkraftmaschine    das  Drehmoment verkleinert wird und umgekehrt.  



  Bei     Brennkraftmaschinen    mit     Aufladung    sind  Vorrichtungen bekannt, die eine Überlastung der  Maschine so verhindern, dass die einzuspritzende  Brennstoffmenge nach Massgabe einer vom Zustand  der Ladeluft abhängigen Betriebsgrösse geregelt wird,  z. B. in Abhängigkeit vom Ladedruck. In der Regel  arbeiten solche Vorrichtungen derart, dass die maxi  male Brennstoffmenge durch ein vom Druck der  Ladeluft oder der Abgase gesteuertes Organ begrenzt  wird. Tritt dabei aus irgendeinem Grunde dieses  Organ in Funktion, kann der normale Reguliervor  gang infolge eines zwischen Regulator und Einspritz  pumpen eingeschalteten elastischen Gliedes nicht mehr  übertragen werden.

   Die Einspritzpumpen bleiben  somit auf einem zeitlich unveränderten Arbeitspunkt  stehen, sind also dem Einfluss des Geschwindigkeits  reglers nicht mehr unterstellt. Bei einer solchen Be  triebsweise sind Störungen im Drehzahlgleichgewicht  unvermeidlich. Die     Brennkraftmaschine    untersteht  dann einzig dem Einfluss der     Drehmomentregelung,     die infolge ihrer Trägheit ein Pendeln der Drehzahl  verursacht.  



  Die Erfindung ermöglicht, diese Nachteile weit  gehend auszuschalten. Sie ist dadurch gekennzeich  net, dass ein vom Geschwindigkeitsregler beeinflusstes  Stellglied einerseits direkt auf die Drehmomentein-         stellvorrichtung    und anderseits über ein Übertra  gungsorgan auf die     Brennstoffeinstellvorrichtung    ein  wirkt, dass ferner Begrenzungsmittel vorgesehen sind,  welche die Einwirkung dieses     Übertragungsorgans    auf  die     Brennstoffeinstellvorrichtung    unabhängig vom       Stellglied    im Sinne einer Zuordnung     einer    maximalen  Brennstoffzufuhr zum jeweiligen Zustand der Lade  luft     begrenzen,

      und dass schliesslich Verzögerungs  mittel vorgesehen sind, welche die Einwirkung der  Begrenzungsmittel auf das Übertragungsorgan derart  zeitlich verzögern, dass das Übertragungsorgan kurz  zeitig eine über die normale maximale Brennstoff  zufuhr für den im Moment herrschenden Ladeluft  zustand hinausgehende Erhöhung der Brennstoff  zufuhr herbeiführen kann.  



  Die Erfindung ermöglicht, auch bei Begrenzung  der eingespritzten Brennstoffmenge - z. B. bei einem  Absinken des Ladedruckes - alle Regulierbewegun  gen, wie sie zur     Konstanthaltung    einer gegebenen  Drehzahl und Belastung notwendig sind, auf die Ein  spritzpumpen zu übertragen, indem für jeden Betriebs  zustand .eine Regelverbindung zwischen Brennstoff  pumpen und Geschwindigkeitsregler vorhanden ist.

    Die     Brennkraftmaschine    untersteht somit in allen  Fällen sowohl dem Einfluss der     Drehmomentregelvor-          richtung    wie auch der     Brennstoffregelvorrichtung,     wobei sie bei Beschleunigung wie auch bei Dauer  betrieb auf einem gegebenen Belastungspunkt durch  auf die     Brennstoffeinstellvorrichtung    einwirkende Be  grenzungsmittel vor bleibender Überfüllung geschützt  ist.

   Die Verzögerungsmittel, die jedoch die Einwir  kung der     genannten    Begrenzungsmittel verzögern, ge  statten nun, dass sowohl für     Dauerlastbetrieb    wie  Beschleunigung kurzzeitig eine grössere als dem Lade  zustand entsprechende     Brennstoffmenge    eingespritzt  werden kann.

   Dies gewährleistet einerseits, auch  bei begrenzter     Brennstoff-Einspritzmenge    eine kraft  schlüssige Regelverbindung zwischen Geschwindig-           keitsregler    und Brennstoffpumpen aufrechtzuer  halten, indem kurzzeitig eine über die     maximale     Brennstoffzufuhr für     Dauerlastbetrieb    hinausgehende  Erhöhung der Brennstoffzufuhr herbeigeführt werden  kann; diese     ermöglicht    es dem Geschwindigkeitsregler,  Regulierbewegungen kleiner Amplitude im Sinne einer       Konstanthaltung    der eingestellten Drehzahl und Be  lastung auf die Brennstoffpumpen zu übertragen.

   An  derseits kann auch für eine Beschleunigung der     Brenn-          kraftmaschine    kurzzeitig eine über die für Dauer  lastbetrieb zulässige, maximale Brennstoffzufuhr hin  ausgehende Erhöhung der Brennstoffzufuhr herbei  geführt werden, was eine rasche Drehzahl- und Lei  stungserhöhung ohne Gefahr einer bleibenden     über-          füllung    gewährleistet.  



  Die     Erfindung    ist anhand des in der Zeichnung  veranschaulichten,     Ausführungsbeispiels        näher    er  läutert. Die Zeichnung zeigt eine     Kolben-Brennkraft-          maschine    in der Ansicht und im Teilschnitt durch  die Regel- und     Steuerungsorgane.     



  Die     in    der Zeichnung dargestellte Anlage dient  zum Antrieb einer Lokomotive und besitzt eine     Kol-          benbrennkraftmaschine    1, welche den Hauptgenerator  2 und den     Hilfsgenerator    3 antreibt und mit dem  Hauptgenerator auf einem Rahmen 4 gelagert ist. Der  Hauptgenerator 2 liefert den Strom für die nicht ge  zeichneten Triebmotoren der Lokomotive. Die Ruf  ladung der     Brennkraftmaschine    erfolgt durch eine  aus Abgasturbine 5 und Verdichter 6 bestehenden       Aufladegruppe.    Der Verdichter 6 saugt Luft auf der  Atmosphäre an und drückt sie in verdichtetem Zu  stand in die     Aufladeleitung    7, aus welcher die Luft in  die Zylinder 8 gelangt.  



  Zur Einstellung und Regelung der Drehzahl dient  der als     Fliehkraftregler    ausgebildete Geschwindigkeits  regler 9, der über die Welle 10 von der     Brenn-          kraftmaschine    angetrieben wird. Die Lage des Dreh  zahleinstellkolbens 11 bestimmt die Kraft der auf  die Muffe 12 des Reglers einwirkenden Regulator  feder 13. Der     Drehzahleinstellkolben    11 kann mit  Hilfe nicht gezeichneter Servomittel durch     Änderung     des     Druckes    im     Druckmittelraum    oberhalb des Kol  bens vom     Fahrzeugführer    verändert werden. Zur  Drehzahlerhöhung wird der Kolben 11 nach unten  bewegt.

   Dies erhöht den Druck der auf die Muffe  12 durch die Feder 13 ausgeübten Kraft. Eine Dreh  zahlverminderung erfolgt auf entsprechend umge  kehrte Weise.  



  Der Geschwindigkeitsregler 9 beeinflusst von seiner  Muffe aus über den Hebel 14 mit Hilfe des Steuer  schiebers 15 die Lage des als     Servomotorkolben    aus  gebildeten     Stellgliedes    16. Der     Servomotorkolben    16  ist durch die Feder 17 belastet.     Als    Arbeitsmittel für  die Servoeinrichtung 15, 16 dient ein Druckmittel     -          z.    B. Drucköl -, das dem Steuerschieber 15 durch  die Leitung 18 mit konstantem     Druck    zugeführt wer  den kann. Der     Servomotorkolben    16 ist über die als       Rückführhebel    wirkende Verlängerung des Hebels 14  mit dem Steuerschieber 15 verbunden.

      Bei sinkender Drehzahl oder bei Absenken des  Kolbens 11 bewegt sich die Muffe 12 des Reglers 9  nach unten. Hierdurch wird der Steuerschieber 15  durch den Hebel 8     ebenfalls    nach unten bewegt,  womit Druckmittel aus der Leitung 18 durch die  Leitung 22 in den unterhalb des Servokolbens 16       befindlichen        Druckmittelraum    19 zufliessen und  Druckmittel aus dem oberhalb des Kolbens 16 liegen  den Raum 20 durch die Leitung 23 abfliessen kann.  Dies bewirkt eine Bewegung des Kolbens 16 nach  oben, wobei unter dem Einfluss der Feder 17 für jede  Stellung des     Servomotorkolbens    16 ein ganz bestimm  ter Druck im     Druckmittelraum    19 des Servogehäuses  21 sich einstellt.  



  Der als     Leistungsübertragungsvorrichtung    die  nende Hauptgenerator 2 wird durch den Hilfsgenera  tor 3 erregt. Im Erregerstromkreis 24, 25 des     Haupt-          generators    ist der elektrische Feldwiderstand 26 an  geordnet. Durch Verstellen des Kontaktes 27 zwi  schen     Kurzschlussstellung    und Stellung mit grösstem  Widerstand kann die Feldstärke des Hauptgenerators  verändert und damit das von diesem aufgenommene  Drehmoment variiert werden. Die     Kurzschlussstellung     des Kontaktes 27 entspricht maximaler Drehmoment  einstellung, während in der entgegengesetzten     End-          lage    des Kontaktes 27 der Generator 2 auf kleinstes  Drehmoment eingestellt ist.

   Der Kontakt 27 kann  mit Hilfe des aus     Servomotorkolben    28 und Steuer  schieber 29 bestehenden Servomotors verstellt werden.  Der Steuerschieber 29 reguliert den     Zufluss    bzw. den  Abfluss des ihm aus der Leitung 30 zugeführten  Druckmittels in die beidseitig des Kolbens 28 befind  lichen Räume bzw. aus diesen Räumen in eine nicht  gezeichnete Sammelleitung. Beim Anheben des Steuer  schiebers 29 fliesst     Druckmittel    durch die Leitung 31  in den mit ihr verbundenen Raum oberhalb des Kol  bens 28, während Druckmittel aus dem andern Raum  durch die Leitung 32 abfliesst.

   Hierbei bewegt sich  der     Servomotorkolben    28 nach unten, was eine Ver  grösserung des Feldwiderstandes und damit eine Ver  kleinerung des Drehmomentes herbeiführt.     Umgekehrt     bewirkt eine Verschiebung des Steuerschiebers 29  nach unten eine Vergrösserung des Drehmomentes .  



  Der Steuerschieber 29 ist über den Hebel 33 und  die Stange 34 mit dem als     Servomotorkolben    aus  gebildeten Stellglied 16 verbunden, das auf geschil  derte Weise vom Geschwindigkeitsregler 9 beeinflusst  wird. Das Stellglied 16 wirkt also direkt auf die be  schriebene     Drehmomenteinstellvorrichtung    29, 28, 26,  27 ein, und zwar wie folgt.

   Ein Absinken der Dreh  zahl der     Brennkraftmaschine    unter den eingestellten  Wert bewirkt eine Abwärtsbewegung der Muffe 12  und damit auf geschilderte Weise auch eine Abwärts  bewegung des     Servomotorkolbens    16, welcher seiner  seits über den Steuerschieber 29 eine Abwärtsbewe  gung des     Servomotorkolbens    28 herbeiführt, womit  durch Zuschalten von Widerstand in den Erreger  stromkreis das Drehmoment verkleinert wird. Um  gekehrt leitet ein Ansteigen der Drehzahl eine Dreh  momentvergrösserung ein.      Das Stellglied 16 wirkt demgegenüber über ein  Übertragungsorgan auf die nachfolgend beschriebene       Brennstoffeinstellvorrichtung    ein.

   Das     übertragungs-          organ    ist als Kolben 35 ausgebildet, der gleichachsig  zum     Servomotorkolben    16 in dessen Innerem an  geordnet ist. Der Übertragungskolben 35 ist auf der  einen Seite durch die Feder 36 belastet und schliesst  auf der andern Seite den     Druckmittelraum    37 ab;  er kann flüssigkeitsdicht in der Bohrung 38 des     Servo-          motorkolbens    16 gleiten. Der Druck im Druckmittel  raum 37 ist durch die auf den Übertragungskolben 35  wirkende Feder 36 beeinflusst.

   Der     Druckmittelraum     19 ist über die Drosselöffnung 39 mit dem vom Über  tragungskolben 35 abgeschlossenen     Druckmittelraum     37 verbunden.  



  Am     Reduzierkolben    35 ist ein     Druckübertragungs-          rohr    40 angeordnet, das mit dem     Druckmittelraum    37  in Verbindung steht. Das Rohr 40 ist über das Ge  stänge 41, 42, 43 mit der aus Regelstange 44 und  Brennstoffpumpen 45 bestehenden     Brennstoffeinstell-          vorrichtung    verbunden. Eine Bewegung der Regel  stange in Plusrichtung des Pfeils 46 bewirkt eine  Vergrösserung der von den Brennstoffpumpen einge  spritzten Brennstoffmenge und     umgekehrt    eine Bewe  gung in Minusrichtung des Pfeils 46 eine Verminde  rung der Brennstoffmenge.

   Das vom Geschwindig  keitsregler beeinflusste Stellglied     --    nämlich der     Servo-          motorkolben    16 - wirkt also mittelbar über das  Übertragungsorgan, das heisst über den     übertragungs-          kolben    35, auf die     Brennstoffeinstellvorrichtung    ein,  und zwar bewirkt eine     Aufwärtsbewegung    des Über  tragungskolbens 35 in Plusrichtung des Pfeils 47 eine  Vergrösserung der Brennstoffzufuhr und umgekehrt  eine Bewegung in Minusrichtung eine Verkleinerung  der Brennstoffzufuhr.  



  Das an seinem obern Ende abgeschlossene Druck  übertragungsrohr 40 besitzt in seiner Wand einen  durch Öffnungen 48 gebildeten Austritt. Anderseits  gleitet auf der Mantelfläche des     Druckübertragungs-          rohres    40 flüssigkeitsdicht ein durch die Feder 49  belasteter Kolben 50, der in der Bohrung 51 des  Servogehäuses 21 sich verschieben kann. Der unter  halb des Kolbens 50 befindliche Raum 52 steht über  die Leitung 53 mit der     Aufladeleitung    7 in Verbin  dung. Jedem Druck in der     Aufladeleitung    entspricht  damit eine bestimmte Stellung des Kolbens 50, die  durch die Feder 49 festgelegt wird. Der Kolben 50  besitzt eine Steuerkante 54, die mit den Öffnungen 48  zusammenarbeitet.

   Ein Absinken des Ladedruckes in  der     Aufladeleitung    7 bewirkt eine Abwärtsbewegung  des Kolbens 50 und     umgekehrt.    Bei Freilegen der Öff  nung 48 durch die Steuerkante 54 kann Druckmittel  aus dem     Druckübertragungsrohr    40 durch die Öff  nungen 48 in eine nicht gezeichnete Sammelleitung  abfliessen. Sinkt der Druck hierbei im Druckmittel  raum 37, bewegt sich der Übertragungskolben 35  unter dem Einfluss der Feder 36 nach unten im  Sinne einer Verminderung der eingespritzten Brenn  stoffmenge. Der Gesamtquerschnitt der Öffnungen 48  beträgt ein Mehrfaches des     Durchlassquerschnittes    der    Drosselöffnung 39.

   Die Kraft der auf den     Servo-          motorkolben    16 wirkenden Feder 17 ist für jede  relative Lage von     Servomotorkolben    und     übertra-          gungskolben    35 grösser als die Kraft der auf letz  teren einwirkenden Feder 36.  



  Die geschilderte Einrichtung ist so einreguliert,  dass im     Normalbetrieb    die Steuerkante 54 des Kolbens  50 um ein gewisses Mass oberhalb der Austrittsöff  nungen 48 im     Druckübertragungsrohr    40 liegt. Die  Wirkungsweise der     geschilderten    Anlage ist für Dauer  last im Normalbetrieb dann folgende:    Da die Öffnungen 48 verschlossen bleiben, herrscht  infolge der Drosselöffnung 39 im     Druckmittelraum    19  und im     Druckmittelraum    37 der gleiche Druck.

   Da  die Feder 36 schwächer als die Feder 17 ausgebildet  ist, befindet sich der Übertragungskolben dauernd in  der gezeichneten obern Endlage, und jede Bewegung  des Stellgliedes - das heisst des     Servomotorkolbens     16 - bewirkt die genau gleiche Verschiebung des       Reduzierkolbens    35. Zwischen     Servomotorkolben    und       Reduzierkolben    besteht dann eine praktisch form  schlüssig wirkende Verbindung, wie wenn Bewegun  gen des Kolbens 16 direkt über das Gestänge 41, 42,  43 auf die Regelstange 44 zu den     Brennstoffpumpen     übertragen würden.

   Alle Regulierbewegungen kleiner  Amplitude, wie sie zum     Konstanthalten    der einge  stellten Drehzahl und Belastung notwendig sind, wer  den vom Regler 9 über den     Servomotorkolben    16 und  über den dessen Bewegungen mitmachenden über  tragungskolben 35 auf die Brennstoffpumpen übertra  gen, solange die Austrittsöffnungen 48 durch den den  Ladedruck messenden Kolben 50 verschlossen sind.  



  In der Zeichnung ist nun der Fall dargestellt, wo  aus dem geschilderten Normalbetrieb eine Störung so  erfolgte, dass der Ladedruck unter seinen der einge  stellten Drehzahl zugeordneten Sollwert gefallen ist.  Eine solche Störung kann ihre Ursache im Verdich  ter 6, in der Abgasturbine 5 oder im Einspritzsystem  haben und kann vorübergehender oder dauernder  Natur sein. Infolge des Absinkens des Ladedruckes  wird der Kolben 50 durch die Feder 49 nach unten  bewegt, wobei die Steuerkante 54 die Öffnungen 48  freizulegen beginnt. Es entsteht eine Druckabsenkung  in dem vom     Reduzierkolben    35 abgeschlossenen       Druckmittelraum    37, da infolge der Drosselöffnung 39  ein Nachfliessen von Druckmittel aus dem Raum 19  nur verzögert möglich ist.

   Infolge dieser Druck  absenkung bewegt sich der     Reduzierkolben    unter dem  Einfluss der Feder 36 nach unten, und zwar so lange,  bis Gleichgewicht herrscht zwischen dem durch die  Drosselöffnung 39 und die Austrittsöffnungen 48 ein  gestellten und durch die Feder bedingtem Druck im       Druckmittelraum    37. Hiermit wird über das Gestänge  41, 42, 43 und die Regelstange 44 eine Verminderung  der Brennstoffzufuhr herbeigeführt, die dem Absinken  des Ladedruckes proportional ist. Mit der Verminde  rung der Brennstoffzufuhr ist nun ein Drehzahlabfall  verbunden, der vom Geschwindigkeitsregler 9 im  Sinne einer Aufwärtsbewegung des Servomotorkol-           bens    16 kompensiert werden möchte.

   Eine     übertra-          gung    der Bewegung des Kolbens 16 auf den über  tragungskolben 35 wird aber durch die mit den     öff-          nungen    48 zusammenarbeitende Steuerkante des Kol  bens 50 verhindert. Dafür bewirkt ein Anheben des       Servomotorkolbens    16 über die normale Gleich  gewichtslage hinaus eine Bewegung des Schiebers 29  nach oben, was eine Abwärtsbewegung des     Servo-          motorkolbens    28 und     damit    eine Vergrösserung des  Feldwiderstandes herbeiführt.

   Daraus resultiert eine  Abnahme des abgegebenen Drehmomentes, was eine  Erholung der Motordrehzahl zur Folge hat, und zwar  wiederholt sich der geschilderte Vorgang, bis sich die       Brennkraftmaschine    wieder auf dem eingestellten Be  triebspunkt befindet.  



  Der den Ladedruck messende Kolben 50 wirkt  also zusammen     mit    seiner Steuerkante 54 als Begren  zungsmittel, welche die Einwirkung des     übertragungs-          organs    - das heisst des     Reduzierkolbens    35 - unab  hängig vom Stellglied 16 im Sinne einer Zuordnung  einer maximal zulässigen Brennstoffzufuhr zum Je  weiligen Ladedruck begrenzen, wenn dieser infolge  einer der erwähnten     Störungen    unter seinen Sollwert  fallen sollte. Damit ist die     Brennkraftmaschine    auch  bei einer Störung im     Aufladesystem    gegen über  füllung und damit gegen Überlastung geschützt.  



  Trotz der geschilderten Begrenzung der Brenn  stoffzufuhr können aber auch bei bleibender Störung  im     Aufladesystem        Regulierbewegungen    kleiner Ampli  tude, wie sie zur     Konstanthaltung    einer gegebenen  Drehzahl und Belastung notwendig sind, auf die  Brennstoffpumpen übertragen werden. Die Druck  absenkung im     Druckmittelraum    37 beim Freilegen der  Öffnungen 48 durch die Steuerkante 54 des den Lade  druck messenden Kolbens 50 erfolgt nämlich nicht  augenblicklich. Die Austrittsöffnungen wirken als  Drosselöffnungen und bilden daher Verzögerungs  mittel, indem erst     mit    allmählichem Ausfliessen von  Druckmittel durch die Öffnungen 48 eine Druck  absenkung im Raum 37 erfolgt.

   Die so als Verzöge  rungsmittel wirkenden Drosselöffnungen 48 verzögern  somit die Einwirkung der geschilderten Begrenzungs  mittel auf das Übertragungsorgan - das heisst die  Einwirkung des Kolbens 50 auf den     übertragungs-          kolben    35 - derart, dass der     Übertragungskolben     kurzzeitig so weit angehoben werden kann, dass die  Öffnungen 48 sich über die Steuerkante 54 hinaus  nach oben bewegen. Dies bedeutet, dass das     übertra-          gungsorgan    kurzzeitig eine über die maximale Brenn  stoffzufuhr für     Dauerlastbetrieb    hinausgehende Er  höhung der Brennstoffzufuhr herbeiführen kann.

   Da  mit werden - wie eingangs dieses Abschnittes ausge  führt - auch bei unterhalb seinen Sollwert abgesun  kenem Ladedruck Regulierbewegungen kleiner Ampli  tude des     Geschwindigkeitsreglers,    wie sie zur     Kon-          stanthaltung    einer gegebenen Drehzahl und Belastung  notwendig sind, auf die Brennstoffpumpen übertragen.  Dies verhindert die eingangs     geschilderten    Gleich  gewichtsstörungen, die dann auftreten würden, wenn  in einem solchen Fall die     Drehmomentregelung    allein    arbeiten und infolge ihrer Trägheit Pendelerscheinun  gen verursachen würde.  



  Für den Fall einer plötzlichen Beschleunigung der       Brennkraftmaschine    ergibt sich folgende Arbeitsweise.  Beim Einleiten einer raschen Beschleunigung durch  den Fahrzeugführer, wenn dieser den     Drehzahleinstell-          kolben    11 rasch nach unten bewegt, erfolgt ein Zu  sammenklappen der Fliehgewichte des Reglers 9. Dies  bewirkt über die Muffe 13 und den Schieber 15 eine  rasche Aufwärtsbewegung des     Servomotorkolbens    16.  Infolge der Differenz zwischen eingestellter und wirk  licher Drehzahl möchte der Regler 9     sofort    die maxi  male Brennstoffzufuhr einstellen.

   Hier ist eine Be  grenzung der eingespritzten Brennstoffmenge ebenfalls  notwendig, da infolge der Trägheit der     Aufladegruppe     5, 6 eine beträchtliche Verzögerung entsteht zwischen  dem von der     Brennkraftmaschine    verlangten und dem  von der Ladegruppe erreichten Ladedruck.

   Würden  die geschilderten Begrenzungsmittel 50, 54 nun wäh  rend der ganzen Beschleunigungsperiode die Bewe  gung des auf die Brennstoffpumpen einwirkenden  Übertragungsorgans - nämlich des     übertragungs-          kolbens    35 - so begrenzen, dass dem jeweils momen  tan herrschenden Ladedruck die für Dauerbetrieb  vorbestimmte maximale Brennstoffzufuhr zugeordnet  wäre, könnte die     Brennkraftmaschine    infolge der er  wähnten Trägheit der Ladegruppe nur sehr langsam  beschleunigt werden. Die als Verzögerungsmittel wir  kenden Drosselöffnungen 48 führen nun auch im  Falle einer Beschleunigung eine kurzzeitig über die  maximale Brennstoffzufuhr für Dauerbetrieb hinaus  gehende Erhöhung der Brennstoffzufuhr herbei und  ermöglichen damit eine sehr rasche Beschleunigung.

    Die Einwirkung des Kolbens 50 mit seiner Steuer  kante 54 auf den Übertragungskolben 35 erfolgt in  folge der als Drosselstellen wirkenden Öffnungen 48  zeitlich     verzögert.    Anderseits können Druckände  rungen im     Druckmittelraum    19 infolge der Drossel  öffnung 39 ebenfalls nur verzögert in den Druck  mittelraum 37 sich ausbreiten. Druckmittel kann also  bei einer Drucksteigerung im Raum 19 nur verzögert  in den     Druckmittelraum    37 nachfliessen und über das  Übertragungsrohr 40 durch die Öffnungen 48 aus  treten. Im ersten Augenblick wirkt die Drosselöffnung  39 so, als ob keine Verbindung zwischen dem Druck  mittelraum 19 und dem     Druckmittelraum    37 vor  handen wäre.

   Dies hat zur Folge, dass der     über-          tragungskolben    35 für ein beschränktes Zeitintervall  angehoben und durch die verzögert erfolgende Be  grenzungswirkung des Kolbens 50 und dessen Steuer  kante 54 vorübergehend in der angehobenen Stellung  verharrt, was für den Beschleunigungszustand eine  Überfüllung herbeiführt. Die Grösse dieser über  füllung im Beschleunigungszustand wird durch die  Querschnitte der Öffnungen 48 und der Drosselöff  nung 39 bestimmt und versuchsweise so festgelegt,  dass beim Beschleunigen der     Brennkraftmaschine    keine  unzulässige Rauchfahne entsteht.  



  Die Erfindung ist nicht auf das geschilderte Aus  führungsbeispiel beschränkt. Anstelle eines elektri-      sehen Generators könnte auch ein hydraulisches Ge  triebe als     Drehmomentwandler    verwendet werden.  Die     Drehmomenteinstellvorrichtung    könnte dann die  Schaufeln des Primär- und/oder des Sekundärteils des  Getriebes verstellen. Ferner könnte der Kolben 50  nicht durch den Ladedruck, sondern durch eine andere  vom Zustand der Ladeluft abhängige Betriebsgrösse  beeinflusst sein, z. B. durch die Dichte der Ladeluft.  Ferner wäre es auch möglich, den Kolben 50 durch  den Druck der Abgase zu beeinflussen, da auch dieser  Druck mit dem Ladedruck in gesetzmässigem Zusam  menhang steht.

   Vorteilhaft könnte das die maximale  Brennstoffzufuhr begrenzende Organ nicht auf den  Überdruck, sondern auch auf den Totaldruck der  Ladeluft reagieren. Dies könnte zweckmässig so er  folgen, dass der Ladedruck nicht direkt auf den Kol  ben 50 einwirkt, sondern über einen Steuerschieber,  der zusammen mit dem Kolben 50 ein Servosystem  bildet, wobei die Steuerkanten des Schiebers in Ab  hängigkeit vom barometrischen Luftdruck verstellt  werden. Anstelle der gezeichneten, mechanisch bzw.  hydraulisch wirkenden Regel- und Steuerungsorgane  könnten selbstverständlich auch gleichsinnig wirkende  Organe anderer Bauart, z. B. auf elektrischem Wege  wirkende Organe, benutzt werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Brennkraftmaschinenanlage mit Aufladung und mittelbarer Kraftübertragung, bei welcher die Brenn stoffzufuhr ausser durch einen Geschwindigkeitsregler noch in Abhängigkeit vom Zustand der Aufladeluft eingestellt wird, und bei welcher ferner neben der Vor richtung zur Regelung der Brennstoffzufuhr noch eine Vorrichtung zur Regelung des Drehmomentes vor gesehen ist, welche auf eine die Leistung der Brenn- kraftmaschine übertragende Einrichtung in der Weise einwirkt, dass bei sinkender Drehzahl der Brennkraft- maschine das Drehmoment verkleinert wird und um gekehrt, dadurch gekennzeichnet,
    dass ein vom Ge schwindigkeitsregler beeinflusstes Stellglied 16 einer seits direkt auf die Drehmomenteinstellvorrichtung (24-31) und anderseits über ein Übertragungsorgan (35) auf die Brennstoffeinstellvorrichtung (44) ein wirkt, dass ferner Begrenzungsmittel (50, 54) vorge sehen sind, welche die Einwirkung dieses übertra- gungsorgans auf die Brennstoffeinstellvorrichtung un abhängig vom Stellglied (16) im Sinne einer Zu ordnung einer maximalen Brennstoffzufuhr zum je weiligen Zustand der Ladeluft begrenzen, und dass schliesslich Verzögerungsmittel (48, 39) vorgesehen sind, welche die Einwirkung der Begrenzungsmittel auf das Übertragungsorgan (35) derart zeitlich ver zögern,
    dass das Übertragungsorgan kurzzeitig eine über die normale maximale Brennstoffzufuhr für den im Moment herrschenden Ladeluftzustand hinaus gehende Erhöhung der Brennstoffzufuhr herbeiführen kann. UNTERANSPRÜCHE 1. Brennkraftmaschinenanlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (16) als Servomotorkolben ausgebildet ist, der mit einem vom Geschwindigkeitsregler beeinflussten Steuerschieber (15) zusammenarbeitet, und dass das Übertragungsorgan (35) als Kolben ausgebildet ist, der sich gleichachsig zum Servomotorkolben verschie ben kann und durch seine Lage relativ zu einem ruhenden Bezugspunkt die eingespritzte Brennstoff menge bestimmt.
    z. Brennkraftmaschinenanlage nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der übertra- gungskolben (35) auf einer Seite durch ein Feder organ belastet ist und auf der andern Seite einen Druckmittelraum (37) abschliesst.
    3. Brennkraftmaschinenanlage nach Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Übertra gungskolben (35) ein Druckübertragungsrohr (40) an geordnet ist, das mit dem vom Übertragungskolben abgeschlossenen Druckmittelraum in Verbindung steht und dass ferner in der Wand des Druckübertragungs- rohres ein Austritt (48) vorhanden ist, der mit einer Steuerkante (54) eines nach Massgabe einer vom Lade druck abhängigen Betriebsgrösse auf dem Drucküber- tragungsrohr flüssigkeitsdicht gleitenden Organs (50) zusammenarbeitet, derart,
    dass bei Freilegen des Aus trittes durch die Steuerkante der Druck im Druckmit- telraum (37) absinkt und so der Übertragungskolben unter dem Einfluss des auf ihm lastenden Federorgans sich so weit verschiebt, bis der Austritt wieder ver schlossen ist. 4. Brennkraftmaschinenanlage nach Patentan spruch und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeich net, dass die Verzögerungsmittel durch den als Dros selöffnung ausgebildeten Austritt (48) in der Wand des Druckübertragungsrohres gebildet sind.
    5. Brennkraftmaschinenanlage nach Unteran spruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Übertragungskolben abgeschlossene Druckmittelraum (37) über eine weitere Drosselöffnung (39) mit dem Druckmittelraum (19) des Servomotorkolbens (16) in Verbindung steht.
    6. Brennkraftmaschinenanlage nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vom zu gehörigen Druckmittelraum (19) abgekehrte Seite des Servomotorkolbens durch ein Federorgan (17) be lastet ist und dass die Kraft dieses Federorgans für jede relative Lage von Servomotorkolben (16) und Übertragungskolben (35) grösser als die Kraft eines auf dem Übertragungskolben (35) lastenden Feder organs (36) ist.
    7. Brennkraftmaschinenanlage nach den Unter ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Querschnitt des als Verzögerungsmittel wir kenden Austritts (48) im Druckübertragungsrohr ein Mehrfaches des Durchlassquerschnittes der den Druck mittelraum (37) des Übertragungskolbens mit dem jenigen (19) des Servomotorkolbens verbindenden Drosselöffnung (39) beträgt.
CH345196D 1956-09-15 1956-09-15 Brennkraftmaschinenanlage mit Aufladung und mittelbarer Kraftübertragung CH345196A (de)

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