DD137461B1 - Sicherheitseirichtung zur unterbrechung der brennstoffzufuhr bei brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

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Titel der Erfindung

Sicherheitseinrichtung zur Unterbrechung der Brennstoffzufuhr bei Brennkraftmaschinen

Anwendungsgebiet dar Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung an Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren, durch die Anordnung eines Regelventils mit vorgeschaltetem Steuerventil, die beim Start und Betrieb des Verbrennungsmotors zur Überwachung des Schmieröldruckes dienen und beim Abschalten des Verbrennungsmotors die Regelstangen der Einspritzpumpen mittels Jeder und zusätzlicher Hydraulik auf Nullförderung verstellt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Sicherheitseinrichtungen für Verbrennungsmotore zur Überwachung des Öldruckes während des Verbrennungsmotorbetriebes sind in den verschiedensten Ausführungen bekannt. Diese Sicherheitseinrichtungen sind vorgesehen bei absinkendem Öldruck, hervorgerufen durch Ölleitungsbruch oder durch zu großes Spiel zwischen Kurbelzapfen und Pleuellager, die Regelstangen der Einspritzpumpen in Richtung Nullförderetellung zu bringen, so daß der Verbrennungsmotor nicht mehr mit voller Leistung betrieben wird.

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Sinkt der Öldruck unter einen bestimmten Wert, werden die Hegelstangen der Einspritzpumpe durch Federdruck auf Nullförderung gezogen.

In der Patentschrift DD 6031 wird eine Sicherheitseinrichtung vorgeschlagen, die zur Überwachung des Öldruckes dient. Diese Einrichtung arbeitet nicht mehr einwandfrei, sobald eine gewisse Schwergängigkeit der Regelstangen und der Verbindungselemente vorliegt. Das sichere Abschalten des Verbrennungsmotors wird dann nicht mehr erfolgen, da die Federkraft zur Überwindung der vorhandenen Reibungskräfte nicht ausreicht.

Des weiteren wird in der Patentschrift DD 44 884 eine Sicherheitsvorrichtung beschrieben, die bei Untersehreitung des Schmieröldruckes die Kraftstoffzufuhr unterbricht. Diese Vorrichtung ist zwar wirkungsvoll, genügt aber nicht den Ansprüchen, da beim Absperren des Kraftstoffes die Einspritzpumpenkammer noch voll gefüllt ist und dadurch der Verbrennungsmotor noch eine gewisse Zeit nachläuft. Eine andere Sicherheitsvorrichtung wird in der Patentschrift CH 548 536 vorgesehen. Diese Einrichtung dient der Überwachung von zwei Medien, und zwar Kühlwasser- und Schmieröldruck. Sinkt eines der beiden Medien unter einen bestimmten Druck, wird der Verbrennungsmotor durch Feöerdruck stillgelegt. Alle bisher bekannten Sicherheitseinrichtungen für Verbrennungsmotore haben den Nachteil, daß nach Absperren der Kraftstoffzufuhr die Einspritzpumpen noch solange Kraftstoff in den Zylinderraum spritzen, wie das Kraftstoffangebot in den Einspritzpumpen vorhanden ist. Der Verbrennungsmotor läuft also noch eine gewisse Zeit. Werden die Regelstangen der Einspritzpumpen beim Abstellen des Verbrennungsmotors durch Federkraft auf Nullförderstellung verstellt, liegt auch hier erfahrungsgemäß eine gewisse Trägheit vor, die die Zeit zwischen Abschaltung und Stilistand verlängert. Besonders problematisch sind diese bekannten Sicherheits- und Überwachungseinrichtungen bei auftretenden Havarien des Verbrennungsmotors oder von diesem angetriebene:.Aggregate.

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Ist Bedienungspersonal in Gefahr, ist es unbedingt erforderlich, den Verbrennungsmotor sofort stillzusetzen, und zwar derart, daß eine weitere Einspritzung von Kraftstoff urd ein Nachlaufen des Verbrennungsmotors ausgeschlossen ist.

Ziel der Erfindung

Om die dem bisher bekannten Stand der Technik anhaftenden Nachteile auf diesem Gebiet zu beseitigen, ist es Ziel der Erfindung, eine Einrichtung für Verbrennungsmotore, vorzugsweise Dieselmotore, vorzusehen, die beim Start und Betrieb des Verbrennungsmotors die Überwachung des Schmieröldruckes bewirkt und beim Abschalten des Verbrennungsmotors die Regelstangen der Einspritzpumpen mittels der vorhandenen Federkraft und zusätzlich hydraulisch durch den Schmieröldruck auf Nullförderstellung verstellt und den Verbrennungsmotor sofort stillsetzt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird, besteht darin, ein bekanntes Regelventil mit vorgeschaltetem Steuerventil vorzusehen, das in einfacher Bauweise die gemeinsame Überwachung des Schmieröldruckes bei Start und Betrieb des Verbrennungsmotors übernehmen und beim Abstellen des Verbrennungsmotors die Regelstangen der Einspritzpumpen nicht nur durch die vorhandene Federkraft, sondern noch zusätzlich hydraulisch durch den Schmieröldruck, der im Augenblick des Abschaltens herrscht, in einer sehr kurzen Zeiteinheit -Bruchteil einer Sekunde - auf Nullförderstellung verstellt. Das hydraulische Verstellen der Regelstangen trägt in einem hohen Maße zur Erhöhung der Betriebssicherheit bei, da auch Schwergängigkeit der Regelstangen und der zugehörenden Verbindungselemente ohne Sohwjarigkeit überwunden wird.

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Merkmale der Erfindimg

Wie bereits dargelegt, soll durch die erfindungsgemäße Einrichtung ein Verbrennungsmotor, vorzugsweise Dieselmotor, mit einer bzw. mehreren Kraftstoffeinepritzpumpen beim Start, im Betriebszustand und beim Abschalten überwacht werden. Beim Start und im Betriebszustand erfolgt die Überwachung mit dem Ziel, daß in allen Schmiersteilею deg Verbrennungsmotors ein zulässiger Öldruck vorhanden ist. Beim Abschalten des Verbrennungsmotors müssen mit Sicherheit die Regelstangen der Einspritzpumpen in ganz kurzer Zeit auf Nullförderstellung gebracht werden.

Zur erfindungsgemäßen überwachung des SchmierÖldruckeβ und zum Abschalten des Verbrennungsmotors wird ein bekanntes Regelventil mit einem davor geschalteten Steuerventil angeordnet. Das Regelventil wird durch den Schmieröldruck des Verbrennungsmotors (Schmierölpumpe) oder beim Start des Verbrennungsmotors durch die Vorölpumpe beaufschlagt. Das Steuerventil wird durch einen Elektromagneten gesteuert.

Beim Starten des Verbrennungsmotors wird der Elektromagnet von einer Stromquelle eingeschaltet. Dadurch wird der Stellschieber des Steuerventils angehoben, die Kanäle für den Schmieröldruck bis zum Regelkolben des Regelventils freigegeben und mit Schmieröldruck beaufschlagt. Hinter dem Regelkolben ist eine Druckfeder angeordnet und so ausgelegt, daß ab einem bestimmten Schmieröldruck der Regelkolben nach vorn geschoben wird. Bei dieser Bewegung des Regelkolbens werden gleichzeitig über die Kolbenstange mit der Bundmutter die Regelstangen der Einspritzpumpe freigegeben. Die Regelstangen werden bekannterweise über Mitnehmerhebel, Gestängewelle, Regelstangenhebel und der Gelenkverbindung zwischen Regelstange und Regelstangenhebel bewegt. Die Regelatangen werden über den Drehzahlregler des Verbrennungsmotors soweit hereingeschoben, daß die Füllung der Einspritzelemente der Einspritzpumpe erfolgt und der Verbrennungsmotor gestartet werden kann.

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Während des Betriebes übernimmt das Regelventil die Überwachung des Schmieröldruckes des Verbrennungsmotors. Treten im Motor größere Leckverluste im Schmierölkreislauf ein,wird der Regelkolben mit der Kolbenstange durch die Druckfeder zurückgeschoben und gleichzeitig die Regeletengen der Einspritzpumpen herausgezogen, bis Gleichgewicht zwischen Druokfeder und dem ölbeaufsehlagten Regelkolben hergestellt ist. Die Leistung des Verbrennungsmotors wird dadurch reduziert. Sollte der Öldruck unter die zulässige Grenze fallen, stellt die Druckfeder über die bekannten Verbindungselemente die Regeletange der Einspritzpumpe auf Nullförderstellung.

Das Abschalten des Verbrennungsmotors wird durch das elektrische Abschalten des Elektromagneten eingeleitet. Der Stellschieber wird mittels Druckfeder nach unten geschoben.?Dadurch ist der Olkanal für die vordere Beaufsohlagung der Regelkolbenfläche zur Leckölleitung frei· Gleichzeitig wird der Kanal zur Leckölleitung beim Start und während des Betriebes des Verbrennungsmotors durch den Bteilschieber durch den im Augenblick des Abstellene herrschenden ßchmieröldruck geleitet und der Regelkolben von der federbelasteten Seite mit dem Schmieröldruck beaufschlagt. Dadurch werden die Regelstangen der Einspritzpumpen über die bekannten Verbindungselemente schlagartig auf Nullförderstellung gezogen. Dieses schlagartige Verstellen auf Nullförderstellung durch das hydraulische Zurückziehen der Regelstangen ist besonders vorteilhaft bei Havarien zur Vermeidung von Totalschaden, denn durch diese Maßnahme wird ein sofortiges Stillsetzen des Verbrennungsmotors erreicht.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Einrichtung wird im folgenden Ausführungsbeispiel erläutert und in den Figuren 1 und 2 dargestelltι

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Figur 1 zeigt das Regelventil mit vorgeschaltetem Steuerventil bei der AnlaBstellung und Überwachung des Schmieren Idr иске s des Verbrennungsmotors während des Verbrennungsmotorbetriebes ,

Figur 2 zeigt die erfindungsgemäBe Einrichtung mit der Anordnung der zusätzlichen Hydraulik beim Abstellvorgang des Verbrennungsmotors.

Bei der Inbetriebnahme des Verbrennungsmotors wird durch eine Stromquelle der Elektromagnet 1 eingeschaltet. Hierbei wird der im Steuerventil 2 befindliche Stellschleber 3 angehoben, so daß das Brucköl von der ölzuführungsleitung 4 in den Zylinder das Regelventils 5 gelangt und den Regelkolben 6 beaufschlagt. An der gegenüberliegenden Seite (Fläohe) des Regelkolbens 6 befindet sich eine Druckfeder 7* Diese Druckfeder 7 wird durch den anliegenden Öldruck über den Regelkolben 6 soweit zusammengedrückt, bis sich die vom Öldruck und die von der Druckfeder 7 hervorgerufene Kraft im Gleichgewicht befindet. Die Druckfeder 7 des Regelventile 5 let so ausgelegt, daß diese erst bei einem bestimmten Schmieröldruck des Verbrennungsmotors eine Wegänderung des Regelkolbens б zuläßt. Ist ein gewisser Schmieröldruck beim Start des Verbrennungsmotors erreicht, werden der Regelkolben 6, die Kolbenstange 8 mit der darauf befindlichen Bundmutter 9 nach vorne geschoben. Dadurch wird die Regelstange 10 der Einspritzpumpe 11 über dem Mitnehmerhebel 12, der Gestängewelle 13, dem Regelstangenhebel 14 und der Gelenkverbindung 15 freigegeben. Treten in dem Rohrleitungssystem sowie Schmierstellen des ölkreislaufes des Verbrennungsmotors größere Ölverluste auf, baut sich im Zylinder des Regelventils 5 nicht der notwendige Öldruck auf, und die Regelet ange 10 der Einspritzpumpe 11 wird vom Regelkolben 6 nicht freigegeben, so daß der Start des Dieselmotors blockiert ist.

Während des Verbrennungsmotorbetriebes wird von dem Regelventil 5 die gesamte Schmierstoffanlage des Verbrennungsmotors hinsichtlich Schmieröldruck überwacht.

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Hierbei ist das Regelventil 5 im Schmierölkreislauf des Verbrennungsmotors so geschaltet, daß es hinter der letzten CuiuuIoxaLulle des Vex'brennungamotors angeschlossen ist. Treten während des Verbrennungsmotorbetriebes im Ölkreislauf größere Ölverluste auf, sinkt der Öldruck im Regelventil 5 und die Druckfeder 7 drückt den Regelkolben 6 soweit zurück, bis wieder Gleichgewicht zwischen Schmieröldruck im Zylinder des RegelventilB 5 und der Druckfeder 7 herrscht. Hierbei wird gleichzeitig die Regelstange 10 von der Einspritzpumpe 11 über die bekannten Verbindungselemente zurückgezogen. Durch das Zurückziehen der Regelstangen erhalten die Pumpenelemente der Einspritzpumpe 11 nicht mehr die erforderliche Füllung, so daß der Verbrennungsmotor nicht mehr mit seiner ausgelegten Leistung gefahren werden kann. Steigt der Ölverlust im Schmierölkreislauf des Verbrennungsmotors derart an, daß sich im Zylinder des Regelventils 5 nicht mehr der zum Motorbetrieb erforderliche Öldruck aufbaut, so wird der Verbrennungsmotor durch die Druckfeder 7 über den Regelkolben 6 und den Verbindungselementen bis zur Regelstange 10 der Einspritzpumpe 31 stillgelegt. Die Regelstange 10 wird hierbei auf Nullförderst ellung der Einspritzelemente der Einspritzpumpe 11 gezogen. Beim Abschalten des Verbrennungsmotors, besonders aber bei drohenden Gefahren, oder bei plötzlich auftretenden Havarien, wobei es sich erforderlich macht, den Verbrennungsmotor sofort und ohne Verzögerung abzuschalten, wird diese äußerst wichtige Punktion vom Steuerventil wie folgt übernommen. Durch Abschalten des Elektromagneten 1 von seiner Stromquelle wird der Stellschieber 3 des Steuerventils 4 durch die Druckfeder 16 nach unten gedrückt. Hierbei wird der ölraum des Regelventils 5 über den Stellschieber 3 mit der Leckölleitung verbunden, so daß das Dpucköl, welches vor dem Abschalten des Elektromagneten 1 im Zylinderraum des Regelventils 5 befindet, durch die Leckölleitung entweichen kann.

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Gleichzeitig wird beim Herunterdrücken des Stellschiebers 3 der Kanal für Lecköl 18 des Regelventils 5 mit der ölzuführungsleltung 4 verbunden und der Regelkolben 6 wird in diesem Augenblick von der entgegengesetzten Seite, also von der Druckfeder 7 belasteten Seite, mit dem vollen Schmieröldruck, der im Augenblick des Abschaltens des Elektromagneten 1 herrscht, beaufschlagt. Hierbei wird ul£ Regelkolben 6 durch die anliegende Kraft, die durch den Sch mierÖldruck auf den Steuerkolben 6 ausgeübt wird, im Bruchteil einer Sekunde zurückgeschoben. Die Kraft auf den Regelkolben 6 ist so groß, daß eine Schwergängigkeit der Regelstange 10 der Einspritzpumpe 11 keine Rolle spielt, so daß keine Zeitverzögerung eintritt. Beim Zurückschieben des Regelkolbens wird über die Kolbenstange 8, der Bundmutter 9» dem Mitnehmerhebel 12, der Gestängewelle 13» dem Regeletangenhebel 14 und die Gelenkverbindung 13 die Regelstange 10 der Einspritzpumpe 11 auf Stopp gezogen, das heißt, die Einspritzelemente der Einspritzpumpe 11 werden im Bruchteil einer Sekunde auf Nullförderstellung geschaltet.

Diese Ausbildung des Regelventile 5 mit der hydraulischen Rückziehung der Regelstangen 10 auf Stopp ist ein wichtiger Bestandteil zur Erhöhung der Betriebssicherheit des Verbrennungsmotors sowie die mit dem Verbrennungsmotor verbundene Anlage.

Der Elektromagnet 1, welcher zur Steuerung des Steuerventils 2 dient, kann auch durch eine Mechanik ersetzt werden, welche es gestattet, das Steuerventil manuell zu betätigen. Der Vorteil der Erfindung besteht noch darin, daß vorhandene Verbrennungsmotore auf einfache Weise und mit geringem Aufwand mit dieser Einrichtung nachgerüstet werden können.

Claims (2)

1. "* LV D4*»U

   BrfindungsanSpruch

   Sicherheitseinrichtung zur Unterbrechung der Brennstoffzufuhr bei Brennkraftmaschinen mit Brennstoffeinspritzung im Falle von Havarien oder bei Unterschreitung des Mindest-Schmieröldruckes, bei der ein Regelventil mit vorgeschaltetem Steuerventil so angeordnet ist, daß das Regelventil bei Start und Betrieb der Brennkraftmaschine mit einer oder mehreren Regelstanger», einer oder mehreren Einspritzpumpen zwecks Nullförderung verbunden und das Steuerventil durch einen verstellbaren mit einem ölrücklaufkanal versehenen Stellschieber versehen ist, gekennzeichnet dadurch , daß zwischen Steuerventil (2) und Regelventil (5) ein weiterer Kanal* (18) so angeordnet ist, daß bei Unterbrechung der Stromzufuhr zum Elektromagneten (1) sowie der damit verbundenen Abhängigkeit der Stellung des Stellschiebers (3) durch eine Druckfeder (16) die Fläche des Regelkolbens (6) auf der federbelasteten Seite zusätzlich in Kraftrichtung der Druckfeder (7) hydraulisch durch den Schmieröldruok beaufschlagt ist.

   Hierzu
2. 2 Blatt Zeichnungen