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Steuerung für Brennkraftmaschinen durch flüssige Druckmittel mit regelbarem
Pumpenhub Es sind bereits Brennkraftmaschinensteuerungen mit flüssigen Druckmitteln
bekannt, die mit unveränderlichem Steuerbeginn und durch einen Regler beeinflußten
Steuerschluß (Überströmregulierung) arbeiten. Derartige Steuerungen mit flüssigen
Druckmitteln, die die Steuerflüssigkeit im Überschuß fördern und je nach Reglerstellung
die veränderliche Überschußmenge z. B. in die Saugleitung zurückführen, besitzen
die Eigenschaft, daß die Steuerzeit veränderlich ist. Bei einem nach diesem Verfahren
gesteuerten Ventil verändert sich sowohl die Erhebung wie auch die Steuerzeit des
gesteuerten Elementes von einem Mindestwert zu einem Höchstwert. Es ist also unmöglich,
auf die Eröffnungszeit über den Reglereingriff hinaus einen Einfluß auszuüben, und
der Steuerschluß wird stets von dem Reglereingriff bestimmt. Es ist hierbei folglich
unmöglich, bei jeder Reglerstellung das gesteuerte Element mit einer bestimmten,
der Reglerstellung entsprechenden Öffnungshöhe über einen gewissen Zeitraum hinweg
geöffnet zu halten. Diese Verhältnisse sind auf der Zeichnung in Abb. r und 2 anschaulich
gemacht.
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Die Erfindung betrifft eine Steuerung mit flüssigem Druckmittel, bei
der die Nachteile dieser Steuerungen vermieden werden. Die Steuerung arbeitet mit
einer durch einen Steuernocken . angetriebenen druckventillosen Kolbenpumpe mit
regelbarem Pumpenhub, die über ein Flüssigkeitsgestänge einen Steuerkolben zur Betätigung
des gesteuerten Ventils antreibt. Die erfinderische Neuheit besteht darin, daß der
Beginn des Steuervorganges durch den Regler beeinflußt, hingegen der Schluß des
Steuervorganges unabhängig vom Regler durch Öffnen eines Ventils mittels des Kolbens
der Steuerpumpe in stets gleicher Weise unter Freigabe von Rückströmbohrungen erfolgt,
die die Steuerflüssigkeit
in einen Raum niedrigen Druckes übertreten
lassen.
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In der Zeichnung ist die Steuerung nach der Erfindung beispielsweise
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i und 2 das Prinzip der bekannten Flüssigkeitssteuerung
mit Überströmreglung, Abb. 3 und 4 das Prinzip der Steuerung nach der Erfindung,
Abb.5 die Steuerpumpe mit Keilreglung und Schließventil, Abb. 6 eine weitere Ausführungsart
der Reglereinrichtung nach Abb. 5 und Abb. 7 eine vergrößerte Darstellung des Schließventils.
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In Abb. i und 2 bezeichnet i den Grundkreis des Steuernockens, 2 seine
Steuerkurve, 3 den Eingriffspunkt des Reglers, 4 den durch den Regler eingestellten
Steuergrad, 5 die Erhebungs- und Schließkurve .des gesteuerten Organs, 3o den Ansaugeabschnitt
und 31 das Regeldiagramm. Dieses Schaubild zeigt, daß einem bestimmten Nockenhub
bzw. Fördervolumen der Steuerpumpe auch ein zugeordneter Hub des gesteuerten Elementes
entspricht und daß der Schluß des gesteuerten Elementes in jedem Falle durch den
Eingriff des Reglers gegeben ist. In dem Regeldiagramm 31 ist dargestellt, daß jeder
Reglereinstellung eine bestimmte Öffnungszeit sowie Öffnungshöhe zugeordnet ist.
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In Abb. 3 und 4 ist das Prinzip nach der Erfindung dargestellt. Es
bezeichnet 24 den Grundkreis des Steuernockens, 25 den Öffnungsabschnitt, 26 den
Schließabschnitt, 27 den Ansaugeabschnitt, 28 den Regelbereich des Steuernockens,
29 das Regelschaubild und 32 den Reglereingriff. Über dem Steuernocken ist der Ventilerhebungsverlauf
dargestellt. 33 zeigt die Erhebungs- und Schließkurve des gesteuerten Elementes.
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In Abb. 5 bezeichnet 6 den Antriebsnocken, 611 eine Stufe desselben,
7 den Rollenstößel, 8 den Regelkeil, 9 die Rückholfeder, io den Pumpenkolben, i
i die Buchse zum Pumpenkolben, 12 das Saugventil, 13 das Schließventil, 14 die Rückströmkanäle,
15 die Durchtrittsschlitze, 16 die Feder, 17 die Druckleitung, IS den Steuerkolben,
i9 das Ventil mit Stößel und 2o die Ventilfeder.
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In der tiefsten Stellung des Pumpenkolbens io ist der Raum über demselben
mit Steuerflüssigkeit gefüllt. Beim Auflaufen des Rollenstößels 7 auf die Steuerkurve
des Steuernockens 6 wird der Pumpenkolben io aufwärts bewegt und dadurch die Steuerflüssigkeit
um das Schließventil 13 herum durch die Durchtrittsschlitze IS der Druckleitung
17 zugeleitet. Die Steuerflüssigkeit tritt hinter den Steuerkolben 18, drückt diesen
und damit das Ventil i9 nieder und öffnet dadurch das gesteuerte Ventil. Da die
Steuerkurve des Steuernockens 6 zunächst gleichmittig zur Steuerwellenachse verläuft,
so verbleibt der Rollenstößel 7 und der Pumpenkolben io in der Hubstellung, und
das Ventil i9 bleibt geöffnet. Am Schluß der Steuerkurve ist dieser eine Stufe 6d
aufgesetzt, die eine weitere Hebung des Rollenstößels 7 und des Pumpenkolbens io
veranlaßt. Dadurch wird das Schließventil 13 (Abb. 5 und 7) angehoben und läßt die
geförderte Steuerflüssigkeit aus der Druckleitung 17 unter der Wirkung der Feder
2o durch die Rückströmkanäle 14 in einen Raum niedrigen Druckes übertreten, wodurch
der Schluß des Ventils i9 erreicht wird. Die Rückströmkanäle 14 müssen derartig
-bemessen und geöffnet sein, daß der Ventilschluß in der gewünschten Zeit erreicht
wird. Beim Ablauf des Rollenstößels 7 von der Steuerkurve wird der Pumpenkolben
io durch die Feder 9 nach unten bewegt. Dadurch wird das Ventil 13 freigegeben,
das sich unter dem Einfluß der Feder 16 auf seinen Sitz aufsetzt und die Kanäle
14 abschließt. Zugleich wird die durch die letzteren abgeflossene Steuerflüssigkeit
durch unter der Saugwirkung des Kolbens durch das Saugventil 12 neu eintretende
Flüssigkeit ersetzt.
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Wenn durch den Regler eine geringere Leistung der Maschine eingestellt
wird, wandert der Regelkeil 8 in Pfeilrichtung und hebt damit den Rollenstößel 7
um einen größeren Betrag vom Antriebsnocken ab. Hierdurch wird eine geringere Fördermenge
der Steuerpumpe erreicht und somit das gesteuerte Organ um einen geringeren Betrag
angehoben.
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In Abb. 6 bezeichnet 21 den Rollenstößel, 22 den Regelhebel, 23 die
Scheibenkurbelwelle. Diese Abbildung zeigt eine andere Ausführungsmöglichkeit der
Reglung nach demselben Prinzip, wie bereits in Abb. 5 dargestellt. In diesem Falle
wird das Abheben des Rollenstößels 21 unter Zuhilfenahme des Regelhebels durch die
Scheibenkurbelwelle 23 unter dem Einfluß des Reglers erreicht.
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Beim Auftreffen der Nockenrolle auf die Nockenkurve des Steuernockens
beginnt das gesteuerte Organ zu öffnen, wobei sich je nach Reglerstellung der Nockenwinkel,
der durch den Regelbereich 28 eingeschlossen ist, von einem Höchstwert bis zu einem
Mindestwert entgegengesetzt der Drehrichtung des Steuernockens ändert. Am Schluß
des Regelbereiches ist das gesteuerte Element voll geöffnet und bleibt nun in dieser
Stellung so lange erhalten, bis der Schluß des Abschnittes 24 (Öffnen) erreicht
wird. Über den nun anschließenden Abschnitt 26 (Schließen) wird das gesteuerte Element
geschlossen. Die sich hieraus ergebenden Regelverhältnisse sind in dem Regelschaubild
29 dargestellt. Aus der
Kennlinie ergibt sich, daß der vom Regler-und
Schließabschnitt eingeschlossene öffnungsabschnitt bei allen Reglerstellungen gleich
ist und sich lediglich infolge der höchsten und niedersten Reglerstellung ein höchster
bzw. niederster,Hub des gesteuerten Elementes einstellt.
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Durch die Anwendung der Steuerung nach der Erfindung ergeben sich
folgende Vorteile: i. Durch .den Regler beeinflußter, veränderlicher Steuerbeginn
und mit der eingestellten Menge an Steuerflüssigkeit eine veränderliche bffnungshöhe
des gesteuerten Elementes.
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2. Unveränderliche Öffnungszeit mit der durch den Regler eingestellten
Öffnungshöhe. 3. Durch den Regler nicht beeinflußte und daher für alle Reglerstellungen
gleiche Schließzeiten sowie Zeitpunkte für das gesteuerte Element.