Vorrichtung zur Unterbrechung der Kraftstoffversorgung Device for interrupting the fuel supply
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Einzylinder-Dieselmotor mit Kraftstoffeinspritzanlage, bei welcher zur automatischen Unterbrechung der Kraftstoffversorgung bei Schmierölmangel eine mechanische Regelung mit Stell- und Regelglied vorgesehen ist.The present invention relates to an internal combustion engine, in particular a single-cylinder diesel engine with a fuel injection system, in which mechanical control with an actuator and control element is provided for the automatic interruption of the fuel supply when there is a lack of lubricating oil.
Bei heutigen Brennkraftmaschinen sind die Betriebssicherheit und Lebensdauer kaufentscheidende Aspekte für den Abnehmer. Daher ist es von besonderer Bedeutung beim Ausfall einzelner Komponenten größere Schäden am Gesamtsystem zu verhindern.In today's internal combustion engines, operational reliability and service life are decisive aspects for the customer when it comes to purchasing. It is therefore particularly important to prevent major damage to the overall system if individual components fail.
Starker Öldruckabfall bei Brennkraf maschinen wird im allgemeinen durch Absinken des Ölpegels in der Ölwanne, wegen Verstopfung des Olfilters, wegen defekter Ölpumpe oder Verstopfung oder Leckage im Ölkreislauf verursacht. Der damit verbundene Schmierölmangel an den Lagerstellen führt innerhalb kürzester Zeit zu schwerwiegenden Schäden des Motors, die bis zur völligen Zerstörung desselben führen können. Zwar wird der Öldruck häufig über entsprechende Anzeigegeräte dem Bediener der Brennkraftmaschine angezeigt, jedoch erfolgt dabei in der Regel zunächst eine Wandlung des Drucksignals in ein elektrisches Signal, welches dem Anzeigegerät zugeführt und z.B. in eine mechanische Bewegung eines Zeigers gewandelt wird. Die Sensorik und die Anzeige sind daher für Fehlfunktion anfällig. Des weiteren ist die schnelle Reaktion des Bedieners Voraussetzung dafür, daß durch Abschalten der Brennkraftmaschine eine größere Beschädigung derselben vermieden wird.
Da ein in diesem Falle erforderliches schnelles manuelles Eingreifen des Bedieners nicht jederzeit gewährleistet ist, ergibt sich die Notwendigkeit für die Anbringung einer automatischen Unterbrechung der Kraftstoffversorgung bei Schmierölmangel.A sharp drop in oil pressure in internal combustion engines is generally caused by a drop in the oil level in the oil pan, due to a blockage in the oil filter, a defective oil pump or a blockage or leakage in the oil circuit. The associated lack of lubricating oil at the bearings quickly leads to serious damage to the engine, which can lead to the complete destruction of the engine. Although the oil pressure is frequently displayed to the operator of the internal combustion engine via corresponding display devices, the pressure signal is usually first converted into an electrical signal which is fed to the display device and converted, for example, into a mechanical movement of a pointer. The sensors and the display are therefore susceptible to malfunction. Furthermore, the quick reaction of the operator is a prerequisite for avoiding major damage to the internal combustion engine by switching it off. Since rapid manual intervention by the operator, which is required in this case, cannot be guaranteed at all times, there is a need for an automatic interruption in the fuel supply in the event of a lack of lubricating oil.
Dabei kann auf die elektrische Sensorik zur Öldruckmessung zurückgegriffen werden, was allerdings den Nachteil der Störanfälligkeit einer zumindest teilweise elektrischen Regelung mit sich bringt.The electrical sensor system for oil pressure measurement can be used here, which however has the disadvantage of the susceptibility to malfunction of at least partially electrical control.
Insbesondere bei Kleindieselmotoren ist eine elektrische Regelung aus Platz- und Kostengründen nicht wünschenswert. Sehr häufig ist hier überhaupt keine elektrische Anlage vorhanden, da Kleindieselmotoren mit Handstarteinrichtungen, Kurbel oder Reversierstart ausgerüstet sind.In the case of small diesel engines in particular, electrical control is not desirable for reasons of space and cost. Very often there is no electrical system at all, since small diesel engines are equipped with manual starters, a crank or a reversing start.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache mechanische Regelung zur automatischen Kraftstoffunterbrechung bei Schmierölmangel zur Verfügung zu stellen.It is therefore an object of the present invention to provide a simple mechanical control system for automatic fuel interruption when there is a lack of lubricating oil.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 gelöst .This object is achieved by the features of claims 1 and 7.
Das Stellglied des Regelkreises weist dabei eine Unterdruckdose mit Membran zur Druckbeaufschlagung eines Verschlußstößels auf, wobei eine durch Membran und Unterdruckdose gebildete Druckkammer zu Atmosphäre hin offen ist.The actuator of the control circuit has a vacuum box with a membrane for pressurizing a locking plunger, a pressure chamber formed by a membrane and vacuum box being open to the atmosphere.
Hierdurch wird in einfacher Weise eine rein mechanische Regelung mit pneumatisch betätigtem Stellglied realisiert .
Erfindungsgemäß weist die Kraftstoffeinspritzanlage eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit Saugloch auf, wobei der Verschlußstößel zum Verschließen des Saugloches vorgesehen ist .As a result, a purely mechanical control with a pneumatically operated actuator is implemented in a simple manner. According to the invention, the fuel injection system has a fuel injection pump with a suction hole, the sealing plunger being provided for closing the suction hole.
Dadurch wird eine sofortige Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr ohne Nachlaufen des Motors gewährleistet. Des weiteren ist eine einfache Nachrüstung bereits bestehender Maschinen möglich.This ensures an immediate shutdown of the fuel supply without the engine running on. Furthermore, existing machines can be easily retrofitted.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Verschlußstößel fest mit der Membran verbunden ist.An advantageous embodiment of the invention provides that the plunger is firmly connected to the membrane.
Dies kann in einfacher Weise dadurch realisiert sein, daß im zentralen Bereich der Membran eine Druckplatte vorgesehen ist, die eine formschlüssige Verbindung mit dem Stößel aufweist. Hierdurch läßt sich der Stößel durch die Membran sowohl vor als auch zurück bewegen.This can be achieved in a simple manner in that a pressure plate is provided in the central area of the membrane, which has a positive connection with the plunger. This allows the plunger to move back and forth through the membrane.
Nach einer anderen Ausführungsform ist eine Rückstellfeder zur automatischen Freigabe der Kraftstoffzufuhr vorgesehen, welche auf die Membran wirkt.According to another embodiment, a return spring for automatically releasing the fuel supply is provided, which acts on the membrane.
Durch diese Maßnahme wird ein einfaches, automatisches Wiederfreigeben der KraftstoffVersorgung ermöglicht, nachdem die Ursache des Schmieröldruckabfalls beseitigt worden ist .This measure enables simple, automatic re-enabling of the fuel supply after the cause of the lubricating oil pressure drop has been eliminated.
Dabei ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Rückstellfeder auf der der Membran entgegengesetzten Seite auf eine Druckplatte wirkt. Diese dichtet gleichzeitig den Kraftstoffbereich gegen den Unterdruckbereich ab.
Die Druckplatte ermöglicht durch eine der Federform angepaßte Vertiefung eine Fixierung der Feder, was eine gute Führung und exakte Berechnung der auf die Membran wirkenden Federkraft ermöglicht, da die Kräfte immer senkrecht eingeleitet werden.It is provided according to the invention that the return spring acts on a pressure plate on the side opposite the membrane. This simultaneously seals the fuel area against the vacuum area. The pressure plate enables the spring to be fixed by means of a recess adapted to the shape of the spring, which enables good guidance and exact calculation of the spring force acting on the diaphragm, since the forces are always introduced vertically.
Zweckmäßig ist ferner die Ausbildung eines selbstzentrierenden Verschlußstößels.It is also useful to form a self-centering plunger.
Der Verschlußstößel kann beispielsweise aus elastischem Kunststoff oder als Schraubenfeder ausgebildet sein und einen halbkugelförmig oder konisch ausgebildeten Ventilkörper aufweisen, so daß sich der Stößel direkt vor dem Saugloch der Kraftstoffeinspritzpumpe zentriert. Durch den Fortfall eines Sauglochvorsatzes, der in einer definierten Position im Gehäuse angebracht ist, können die Montage erheblich vereinfacht und Produktionskosten eingespart werden.The plunger can be made, for example, of elastic plastic or as a helical spring and have a hemispherical or conical valve body, so that the plunger is centered directly in front of the suction hole of the fuel injection pump. By eliminating a suction hole attachment, which is attached in a defined position in the housing, assembly can be considerably simplified and production costs can be saved.
Erfindungsgemäß ist eine Regelleitung mit einem ölkreislaufseitigen Anschluß und einem kurbelgehäuse- seitigen Anschluß zur Erzeugung eines Unterdrucks im Regelglied vorgesehen.According to the invention, a control line is provided with a connection on the oil circuit side and a connection on the crankcase side to generate a negative pressure in the control element.
Dabei wird der Unterdruck in der Weise erzeugt, daß an dem ölkreislaufseitigen Anschluß Schmieröl angesaugt wird, das am kurbelgehäuseseitigen Anschluß aufgrund der im Kurbelgehäuse herrschenden Strömungs- und Druckverhältnisse in das Kurbelgehäuse austritt. Im Kurbelgehäuse wird dabei durch die Hubbewegung des Kolbens ein oszillierender, pneumatischer Druck erzeugt. Beeinflußt wird dieser pneumatische Innendruck vom gewählten Entlüftungssystem und der Durchblase- menge .
Hierbei ist es erfindungsgemäß besonders vorteilhaft, nach dem ölkreislaufseitigen Anschluß und vor dem kurbelgehäuseseitigen Anschluß in der Regelleitung jeweils eine Drossel vorzusehen, um den Leitungsdruck von der Ölviskosität und Fördermenge des Ölkreislaufs unabhängig zu machen .The negative pressure is generated in such a way that lubricating oil is sucked in at the oil circuit-side connection, which emerges into the crankcase at the connection on the crankcase side due to the flow and pressure conditions prevailing in the crankcase. An oscillating, pneumatic pressure is generated in the crankcase by the stroke movement of the piston. This pneumatic internal pressure is influenced by the selected ventilation system and the blow-through quantity. It is particularly advantageous according to the invention to provide a throttle in the control line after the oil circuit connection and before the crankcase connection in order to make the line pressure independent of the oil viscosity and flow rate of the oil circuit.
Dieser im Bereich zwischen den zwei Drosseln gemessene Druck ist vom Öldruck des Ölkreislaufs abgekoppelt und liegt immer im Niveau deutlich niedriger als dieser. Falls bei Öl angel der Öldruck zwischen der ersten und der zweiten Drossel über einen Grenzwert absinkt, ergeben sich durch die Überlagerung der pneumatischen Unterdruckspitzen resultierende Druckwerte, die ebenfalls Unterdruckspitzen aufweisen. Dieses Signal wird im Regelkreis zum Auslösen der Unterbrechung der KraftstoffVersorgung benötigt.This pressure measured in the area between the two throttles is decoupled from the oil pressure of the oil circuit and is always significantly lower in level than this. If the oil pressure between the first and the second throttle drops below a limit value in the case of oil spike, the superimposition of the pneumatic vacuum peaks results in pressure values which also have vacuum peaks. This signal is required in the control circuit to trigger the interruption of the fuel supply.
Außerdem ist es vorteilhaft, nach dem ölkreislaufseitigen Anschluß in der Regelleitung eine Drossel und vor dem kurbelgehäuseseitigen Anschluß ein Ventil vorzusehen. Dadurch wird verhindert, daß während des Startvorganges, d.h. wenn noch kein ausreichender Öldruck vorhanden ist, der Motor bereits automatisch abgestellt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß bei einer Rückbewegung des Motorkolbens nicht das gesamte Volumen der Unterdruckdose auf einmal evakuiert wird, sondern daß dieses schrittweise geschieht .In addition, it is advantageous to provide a throttle in the control line after the oil circuit-side connection and a valve in front of the crankcase-side connection. This prevents that during the starting process, i.e. if there is still insufficient oil pressure, the engine is automatically switched off. This is achieved in that when the motor piston moves back, the entire volume of the vacuum box is not evacuated at once, but rather this is done step by step.
Schließlich ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß im Regelglied eine an einem Ende mit der Unterdruckdose verbundene Leitung zum Evakuieren und Belüften der anderen Druckkammer angeordnet ist. Diese Leitung ist an ihrem anderen Ende über ein Rückschlagventil mit der
Regelleitung und des weiteren über eine Belüftungsdrossel mit der Atmosphäre verbunden.Finally, it is provided according to the invention that a line connected to the vacuum box at one end for evacuating and venting the other pressure chamber is arranged in the control element. This line is connected to the other end via a check valve Control line and also connected to the atmosphere via a ventilation throttle.
Die bereits erwähnten Unterdruckspitzen öffnen jeweils kurzzeitig das Rückschlagventil. Dadurch findet ein Druckausgleich zwischen der mit der Leitung verbundenen Druckkammer der Unterdruckdose und der Regelleitung statt. Dies führt zu einem Unterdruck in der Unterdruckdose. Der konstante Unterdruck in der einen Druckkammer und der Atmosphärendruck in der anderen Druckkammer bewirken, daß der Verschlußstößel über die Membran in Richtung der Saugbohrung verschoben wird, bis er diese verschließt. Damit wird die Kraftstoffzufuhr zur Einspritzpumpe unterbrochen, wodurch der Motor abgestellt wird.The vacuum peaks already mentioned briefly open the check valve. This results in a pressure equalization between the pressure chamber of the vacuum box connected to the line and the control line. This leads to a vacuum in the vacuum box. The constant negative pressure in one pressure chamber and the atmospheric pressure in the other pressure chamber cause the plunger to be moved over the membrane in the direction of the suction bore until it closes it. This cuts off the fuel supply to the injection pump, which turns off the engine.
Die Belüftungsdrossel ermöglicht nach dem Motorstop durch die Rückstellfeder das Rückstellen der Membran und bringt damit den Verschlußstößel wieder auf Start- bereitschaft . Da durch diese Drossel auch dann, wenn die Absteileinrichtung in Aktion tritt, Luft eingesaugt und der Aufbau des Unterdrucks in der Unterdruckdose beeinflußt wird, muß der Durchmesser der Drossel auf das System abgestimmt sein. Einflußfaktoren können dabei das Kurbelgehäusevolumen, das Totvolumen der Leitung, das Membranvolumen und das Entlüftungssystem sein. Durch das Vorschalten eines Filters kann dabei der Eintritt von Schmutz verhindert werden.The ventilation throttle enables the diaphragm to be reset after the engine has stopped by the return spring, thus bringing the locking plunger back to the starting position. Since air is sucked in by this throttle even when the setting device comes into action and the build-up of the vacuum in the vacuum box is influenced, the diameter of the throttle must be matched to the system. Influencing factors can be the crankcase volume, the dead volume of the line, the membrane volume and the ventilation system. The ingress of dirt can be prevented by installing a filter.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, daß eine Evakuierungsvorrichtung zum manuellen Evakuieren der Unterdruckseite der Membran vorgesehen ist . Da während der Startphase noch kein ausreichender Öldruck in der Unterdruckdose vorliegt, würde die Abschaltautomatik
sofort die Kraftstoffzufuhr unterbrechen. Durch manuelle Betätigung der Evakuierungsvorrichtung kann der Motor in Startbereitschaft gebracht werden, indem eine kurzzeitige Manipulation der Unterbrechungsvorrichtung vorgenommen wird. Hierzu wird ein zusätzlicher Unterdr ck in der Unterdruckdose erzeugt .A further advantageous embodiment of the present invention provides that an evacuation device is provided for manually evacuating the vacuum side of the membrane. Since there is still insufficient oil pressure in the vacuum unit during the start-up phase, the automatic shutdown would take place stop the fuel supply immediately. By manual actuation of the evacuation device, the engine can be made ready to start by briefly manipulating the interruption device. For this purpose, an additional vacuum is generated in the vacuum box.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Evakuierungsvorrichtung ein Gummibalg mit Druckfeder vorgesehen ist. Dabei wird mittels des Gummibalgs Luft von der Vakuumseite der Membran abgesaugt.It is particularly advantageous if a rubber bellows with a compression spring is provided as the evacuation device. Air is sucked out of the vacuum side of the membrane by means of the rubber bellows.
Die Erfindung wird im folgenden anhand vorteilhafter Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Dabei zeigenThe invention is described below using exemplary embodiments as examples. Show
Fig. 1 eine erste Ausführungsform, schematisch in einer Schnittdarstellung; Fig. 2 eine zweite Ausführungsform, schematisch in einer Schnittdarstellung; Fig. 3 eine weitere Ausführungsform, in schematischerFigure 1 shows a first embodiment, schematically in a sectional view. Fig. 2 shows a second embodiment, schematically in a sectional view; Fig. 3 shows a further embodiment, in a schematic
Darstellung; Fig. 4 eine manuelle Evakuierungsvorrichtung in einerPresentation; Fig. 4 shows a manual evacuation device in a
Schni tdarstellung; Fig. 5 ein Detail gemäß Fig. 4.Sectional view; 5 shows a detail according to FIG. 4.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Kraftstoffeinspritzpumpe 1 mit einer KraftstoffZulaufleitung 2 und einer Kraftstoffrücklaufleitung 3, die jeweils eine Verbindung zum Ansaugkanal 4 mit der Ansaugbohrung 5 und dem Sauglochvorsatz 6 aufweist. In den Ansaugkanal 4 ist die Druckplatte 7 paßgenau und durch die O- Ringdichtung 8 gegen Unterdruck abgedichtet angeordnet. Des weiteren ist eine O-Ringdichtung 9 innerhalb der Druckplatte 7 zum Abdichten des Verschlußstößels 10 mit
seinem halbkugelförmigen Dichtungskopf 11 vorgesehen. Dabei ist der Verschlußstößel 10 formschlüssig mit einer auf der Membran 12 mittig angeordneten Druckplatte 13 verbunden. Zwischen der Druckplatte 7 und der Druckplatte 13 ist eine als Schraubenfeder ausgeführte Rückstellfeder 14 angeordnet, welche durch eine zylindrische Vertiefung in der Druckplatte 7 seitlich geführt wird. Die Membran 12 unterteilt die Unterdruckdose 15 in eine zur Atmosphäre hin offene Druckkammer 16 und eine über die Leitung 17 mit der Regelleitung 18 verbundene zweite Druckkammer 19. Die Regelleitung 18 weist dabei einen ölkreislaufseitigen Anschluß 20 mit darauf folgender Drossel 21 und einen kurbelgehäuseseitigen Anschluß 22 mit davorliegender Drossel 23 auf. Die Leitung 17 weist an ihrem unteren Ende einen Anschluß 24 zur Druckkammer 19 der Unterdruckdose 15 auf. Des weiteren weist die Leitung 17 eine Abzweigung 25 mit einer Drossel 26, einer zur Atmosphäre hin offenen Öffnungen 27 und einen davor angeordneten Filter 28 auf. Außerdem ist vor dem Anschluß 29 der Leitung 17 ein Rückschlagventil 30 angeordnet, das aus einem durch eine Feder 31 druckbeaufschlagten Kugelventilkörper 32 und einem Ventilsitz 33 besteht.1 schematically shows a fuel injection pump 1 with a fuel feed line 2 and a fuel return line 3, each of which has a connection to the intake duct 4 with the intake bore 5 and the suction hole attachment 6. In the intake duct 4, the pressure plate 7 is arranged with a precise fit and sealed against negative pressure by the O-ring seal 8. Furthermore, an O-ring seal 9 within the pressure plate 7 for sealing the locking plunger 10 with his hemispherical sealing head 11 is provided. The plunger 10 is positively connected to a pressure plate 13 arranged centrally on the membrane 12. Between the pressure plate 7 and the pressure plate 13 there is a return spring 14 designed as a helical spring, which is guided laterally through a cylindrical recess in the pressure plate 7. The membrane 12 divides the vacuum box 15 into a pressure chamber 16 which is open to the atmosphere and a second pressure chamber 19 which is connected to the control line 18 via the line 17. The control line 18 has an oil circuit-side connection 20 with a subsequent throttle 21 and a crankcase-side connection 22 throttle 23 in front. The line 17 has at its lower end a connection 24 to the pressure chamber 19 of the vacuum box 15. Furthermore, the line 17 has a branch 25 with a throttle 26, an opening 27 open to the atmosphere and a filter 28 arranged in front of it. In addition, a check valve 30 is arranged in front of the connection 29 of the line 17, which consists of a ball valve body 32 pressurized by a spring 31 and a valve seat 33.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Regelkreis wird ein sehr geringer Teilstrom des Schmierölkreislaufs abgezweigt und durchfließt die Regelleitung 18. Der an Anschluß 20 eintretende Ölstrom strömt durch Drossel 21 und die stromabwärts angeordnete Drossel 23 und tritt an Anschluß 22 in das Kurbelgehäuse aus. Durch entsprechende Abstimmung der Querschnitte von Drossel 21 und Drossel 23 wird erreicht, daß der Druck zwischen Drossel 21 und Drossel 23 nur in geringem Maße von der Ölviskosität und der Fördermenge der Ölpumpe bei einem
druckgeregelten Ölversorgungssystem abhängt . Dieser zwischen den zwei Drosseln abgekoppelte Druck liegt immer im Niveau deutlich niedriger als der im Öldruckkreislauf. Fällt der Schmieröldruck aufgrund Absinken des Ölpegels in der Ölwanne, wegen Verstopfung des Olfilters, wegen defekter Ölpumpe o.Ä. am Anschluß 20 ab, so führt dies durch die Saugwirkung des Kurbelgehäuses zu einem weiteren Druckabfall in der Regelleitung 18. Man spricht dabei auch von der Überlagerung der pneumatischen Unterdruckspitzen, die jeweils kurzzeitig das Rückschlagventil 30 öffnen und einen konstanten Unterdruck in der Unterdruckdose 15 erzeugen. Dabei liegt der Öffnungsdruck Pöffnen des Rückschlagventils 30 bei ca. 5 mbar. Konkret wird durch den in der Regelleitung 18 herrschenden Unterdruck und den in der Druckkammer 19 herrschenden Atmosphärendruck die Feder 31 im Rückschlagventil 30 durch den Kugelventilkörper 32 zusammengedrückt. Der dadurch in der Druckkammer 19 entstehende Unterdruck führt dazu, daß die Membran 12 durch den in der Druckkammer 16 anliegenden Atmosphärendruck in Richtung Ansaugbohrung 5 bewegt wird und dadurch den Verschlußstößel 10 mit dem Verschlußkörper 11 in den Sauglochvorsatz 6 verschiebt. Hierdurch wird der Kraftstoffström, der aus der KraftstoffZulaufleitung 2 über den Ansaugkanal 4 und den Sauglochvorsatz 6 in die Ansaugbohrung 5 und somit in die Einspritzpumpe 1 gelangt, unterbrochen. Da durch die Drossel 26 auch dann, wenn die Kraftstoffunterbrechung einsetzt, Umgebungsluft angesaugt wird und den Aufbau des Unterdrucks in der Unterdruckdose beeinflußt, muß der Durchmesser der Drossel 26 auf das System abgestimmt sein. Das vorgeschaltete Filter 28 verhindert dabei Schmutzeintritt.
Bei Wiederherstellung eines normalen Drucks in der Regelleitung 18 schließt sich das Rückschlagventil 30 und über die Öffnung 27 und die Drossel 26 der Abzweigung 25 strömt Luft mit Atmosphärendruck in die Leitung 17 und damit über den Anschluß 24 in die Druckkammer 19 der Unterdruckdose . Dies führt in Verbindung mit der Rückstellfeder 14 dazu, daß sich die Membran 12 und der damit über die Druckplatte 13 verbundene Verschlußstößel 10 wieder in ihre Ausgangsposition bewegen. Das wiederum bewirkt ein Öffnen des Sauglochvorsatzes 6 und somit die Freigabe des KraftstoffZulaufes . Eine Dichtung 9 im Bereich der Hubstange und eine Dichtung 8 zwischen Druckplatte und Gehäuse trennen dabei die Kraftstoff- und Unterdruckbereiche hermetisch voneinander.In the control circuit shown in FIG. 1, a very small partial flow of the lubricating oil circuit is branched off and flows through the control line 18. The oil flow entering port 20 flows through throttle 21 and the downstream throttle 23 and exits at port 22 into the crankcase. Appropriate matching of the cross sections of throttle 21 and throttle 23 ensures that the pressure between throttle 21 and throttle 23 is only slightly dependent on the oil viscosity and the delivery rate of the oil pump pressure controlled oil supply system depends. This pressure decoupled between the two throttles is always significantly lower in level than that in the oil pressure circuit. If the lubricating oil pressure drops due to a drop in the oil level in the oil pan, due to blockage of the oil filter, due to a defective oil pump or similar. at the connection 20, this leads to a further pressure drop in the control line 18 due to the suction effect of the crankcase. One also speaks of the superimposition of the pneumatic vacuum peaks, which briefly open the check valve 30 and generate a constant vacuum in the vacuum box 15. The opening pressure Popen of the check valve 30 is approximately 5 mbar. Specifically, the spring 31 in the check valve 30 is compressed by the ball valve body 32 due to the negative pressure prevailing in the control line 18 and the atmospheric pressure prevailing in the pressure chamber 19. The resulting negative pressure in the pressure chamber 19 leads to the membrane 12 being moved in the direction of the suction bore 5 by the atmospheric pressure present in the pressure chamber 16 and thereby displacing the sealing plunger 10 with the sealing body 11 into the suction hole attachment 6. As a result, the fuel flow which comes from the fuel feed line 2 via the intake duct 4 and the suction hole attachment 6 into the intake bore 5 and thus into the injection pump 1 is interrupted. Since the throttle 26, even when the fuel cut begins, ambient air is drawn in and influences the build-up of the vacuum in the vacuum box, the diameter of the throttle 26 must be matched to the system. The upstream filter 28 prevents dirt from entering. When a normal pressure in the control line 18 is restored, the check valve 30 closes and air at atmospheric pressure flows through the opening 27 and the throttle 26 of the branch 25 into the line 17 and thus via the connection 24 into the pressure chamber 19 of the vacuum box. In conjunction with the return spring 14, this leads to the diaphragm 12 and the sealing plunger 10 connected to it via the pressure plate 13 moving back into their starting position. This in turn causes opening of the suction hole attachment 6 and thus the release of the fuel inlet. A seal 9 in the area of the lifting rod and a seal 8 between the pressure plate and the housing hermetically separate the fuel and vacuum areas.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hierin ist gegenüber Fig. 1 anstelle der Drossel 23 ein Ventil 35 vorgesehen. Das Ventil 35 weist ein zylinderförmiges Gehäuse 36 auf, an dessen Stirnseite 37 sich eine erste Schraubenfeder 38 abstützt. Die erste Feder 38 drückt auf eine Ventil- platte 39, die auf ihrer der ersten Feder 38 abgewandten Seite durch eine zweite Feder 40 druckbeaufschlagt wird. Die zweite Feder 40 wiederum stützt sich an ihrem andere Ende an einer weiteren Ventilplatte 41 ab.2 shows a further embodiment of the present invention. 1, a valve 35 is provided instead of the throttle 23. The valve 35 has a cylindrical housing 36, on the end face 37 of which a first coil spring 38 is supported. The first spring 38 presses on a valve plate 39, which is pressurized by a second spring 40 on its side facing away from the first spring 38. The second spring 40 in turn is supported at its other end on a further valve plate 41.
Das Ventil 35 läßt pro nach oben gerichteter Hubbewegung des Motorkolbens nur eine kleine Luftmenge in Richtung Kurbelgehäuse strömen, indem die Ventilplatte 41 von der Rohröffnung 42 abgehoben wird. Durch den Luftstrom wird die erste Ventilplatte 39 in Richtung der zweiten Ventilöffnung 43 bewegt und verschließt den Strömungspfad zum Kurbelgehäuse. Der Unterdruck aus dem Kurbelgehäuse kann dadurch während dieses Saughubs
nicht weiter zur Membran der Unterdruckdose gelangen. Der Öffnungsdruck des Kugelventils 45 beträgt etwa 0,2 bis 0,5 bar. Erst nach mehreren Hubbewegungen des Kolbens (ca. 50 Hübe) ist die Unterdruckdose evakuiert und über Membran 12, Verschlußstößel 10 und Verschlußkörper 11 wird der Kraftstoffzulauf zur Einspritzpumpe unterbrochen. Bei ordungsgemäßer Funktionen des Schmiersystems ist jedoch nach mehreren Umdrehungen (z.B. 50 Umdrehungen) der erforderliche Öldruck nach dem Start vorhanden und der Abstellvorgang wird nicht eingeleitet. Daher dient das Ventil 35 in erster Linie dazu, daß während des Startvorgangs der Motor nicht sofort wieder wegen des noch nicht vorhandenen Öldrucks automatisch abgestellt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß bei einer Hubbewegung des Motorkolbens nicht das gesamte Volumen der Unterdruckdose auf einmal evakuiert wird, sondern schrittweise.The valve 35 allows only a small amount of air to flow in the direction of the crankcase per upward stroke movement of the engine piston by lifting the valve plate 41 from the pipe opening 42. The first valve plate 39 is moved in the direction of the second valve opening 43 by the air flow and closes the flow path to the crankcase. The vacuum from the crankcase can be caused during this suction stroke do not get further to the membrane of the vacuum box. The opening pressure of the ball valve 45 is approximately 0.2 to 0.5 bar. Only after several strokes of the piston (approx. 50 strokes) is the vacuum box evacuated and the fuel supply to the injection pump is interrupted via membrane 12, sealing plunger 10 and sealing body 11. If the lubrication system functions correctly, however, after several revolutions (e.g. 50 revolutions) the required oil pressure is available after the start and the shutdown process is not initiated. Therefore, the valve 35 primarily serves to ensure that the engine is not automatically switched off again immediately due to the oil pressure which is not yet present during the starting process. This is achieved in that the stroke of the engine piston does not evacuate the entire volume of the vacuum unit at once, but gradually.
Fig. 3 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Darin ist neben den zu den vorhergehenden Ausführungsformen beschriebenen Merkmalen noch ein Gummibalg 65 mit Rückschlagventil 67 sowie Belüftungsdrossel 69 dargestellt, der als manuelle Evakuierungsvorrichtung der Unterdruckmembrankammer 71 dient .3 schematically shows a further embodiment of the present invention. In addition to the features described for the previous embodiments, a rubber bellows 65 with a check valve 67 and a ventilation throttle 69 is also shown, which serves as a manual evacuation device for the vacuum membrane chamber 71.
Während des normalen Betriebes wird ein sehr geringer Teilstrom vom Schmierölkreislauf 74 abgezweigt und über die Druckölzuführung 55 und die erste Drossel 72 der Druckkammer 70 der Unterdruckdose 57 zugeführt . Über die zweite Drossel 73 und die Ölabflußleitung 56 wird das Öl zurück ins Kurbelgehäuse 50 geführt . Durch entsprechende Abstimmung der Durchmesser der ersten und der zweiten Drossel 72, 73 wird erreicht, daß der Druck in der Unterdruckdose 70 nur in geringem Maße von der
Ölviskosität und von der Fördermenge der Ölpumpe abhängt . Dieser zwischen zwei Drosseln abgekoppelte Druck liegt immer im Niveau deutlich niedriger als der Druck im Ölkreislauf. Der Ventilstößel 60, an dessen Ende sich ein Ventilkörper 61 befindet, ist durch die Gummimembran 58 und die Führung mit Abdichtung 62 in der Unterdruckdose 57 gelagert und axial leichtgängig verschiebbar. Der Öldruck auf die Membran 58 einerseits und eine Druckfeder 59 andererseits betätigt den Ventilstößel. Bei normalem Druck im Schmierölkreislauf wird der Ventilstößel vom entsprechenden Druck in der Unterdruckdose entgegen der Kraft der Druckfeder in der gezeichneten Lage gehalten. Beim Absinken des Öldrucks unter einen erforderlichen Mindestwert bewegt die Druckfeder den Ventilkörper über den Ventilstößel in Richtung Saugloch 64 des Pumpenelements 63, so daß die KraftstoffZuführung zur Einspritzpumpe unterbrochen ist und der Motor automatisch abgestellt wird.During normal operation, a very small partial flow is branched off from the lubricating oil circuit 74 and fed to the pressure chamber 70 of the vacuum box 57 via the pressure oil feed 55 and the first throttle 72. The oil is fed back into the crankcase 50 via the second throttle 73 and the oil drain line 56. By appropriate matching of the diameter of the first and the second throttle 72, 73 it is achieved that the pressure in the vacuum box 70 only to a small extent from the Oil viscosity and depends on the flow rate of the oil pump. This pressure decoupled between two throttles is always significantly lower in level than the pressure in the oil circuit. The valve lifter 60, at the end of which there is a valve body 61, is supported by the rubber membrane 58 and the guide with seal 62 in the vacuum box 57 and can be moved axially smoothly. The oil pressure on the diaphragm 58 on the one hand and a compression spring 59 on the other hand actuates the valve lifter. At normal pressure in the lubricating oil circuit, the valve tappet is held in the position shown by the corresponding pressure in the vacuum box against the force of the compression spring. When the oil pressure drops below a required minimum value, the compression spring moves the valve body via the valve tappet in the direction of the suction hole 64 of the pump element 63, so that the fuel supply to the injection pump is interrupted and the engine is switched off automatically.
Für den Start des Motors ist es erforderlich, die automatische Abstelleinheit durch Handbetätigung eines Gummibalgs 65 in Startbereitschaft zu bringen, da während der Startphase noch kein Öldruck in der Unterdruckdose vorliegt. Der Innenraum des Gummibalgs ist über die Evakuierungsleitung 68 mit der evakuierten zweiten Druckkammer 71 verbunden. Durch Zusammendrücken des Gummibalgs wird Luft über das Rückschlagventil 67 ausgeschoben. Beim anschließenden, durch die Druckfeder 66 unterstützten Auseinanderfalten des Gummibalgs wird Luft aus der zweiten Druckkammer der Unterdruckdose abgesaugt. Dadurch wird über die Membran der Ventilstößel und damit der Ventilkörper entgegen der Kraft der Druckfeder bewegt und die Kraftstoffzuführung am Saugloch freigegeben. Die Startbereitschaft des Motors ist damit hergestellt . Nach erfolgtem Start übernimmt
der rasch aufgebaute Öldruck das Offenhalten des Saugloches. Über eine Belüftungsdrossel 69 wird das erzeugte Vakuum nach einer begrenzten Zeit wieder abgebaut, so daß die Startbereitschaft nur kurzzeitig besteht. Typische Zeiten hierfür sind ca. 10 Sekunden. Der Durchmesser der Belüftungsdrossel wird entsprechend abgestimmt. Wurde der Motor innerhalb dieser Zeit noch nicht gestartet, muß der Gummibalg erneut gedrückt werden. Nach erfolgreichem Motorstart innerhalb dieser vorgegebenen Zeitspanne ist die Abstellautomatik nach Abbau des Vakuums wieder aktiv. Wenn beispielsweise bereits beim Start sich nicht genügend Öl im Ölsumpf befindet, wird der Motor nach Abbau des Vakuums wieder abgestell .To start the engine, it is necessary to bring the automatic shut-off unit to standby by manually operating a rubber bellows 65, since there is still no oil pressure in the vacuum unit during the starting phase. The interior of the rubber bellows is connected to the evacuated second pressure chamber 71 via the evacuation line 68. By compressing the rubber bellows, air is pushed out via the check valve 67. During the subsequent unfolding of the rubber bellows, which is supported by the compression spring 66, air is sucked out of the second pressure chamber of the vacuum box. As a result, the valve tappet and thus the valve body are moved against the force of the compression spring via the membrane and the fuel supply at the suction hole is released. The engine is now ready to start. After the start takes over the quickly built up oil pressure keeping the suction hole open. The vacuum generated is released again after a limited time via a ventilation throttle 69, so that the readiness to start exists only for a short time. Typical times for this are approx. 10 seconds. The diameter of the ventilation throttle is adjusted accordingly. If the engine has not been started within this time, the rubber bellows must be pressed again. After a successful engine start within this specified period of time, the automatic shutdown is active again after the vacuum has been released. If, for example, there is not enough oil in the oil sump when starting, the engine is switched off again after the vacuum has been released.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform eines handbetätigten Gummibalgs gemäß Fig. 3 im Schnitt. Darin sind der Gummibalg 65, die Druckfeder 66 sowie ein Rückschlagventil 67 dargestellt. Außerdem ist ein Basisteil 80 dargestellt, welches an seinem oberen Ende zum einen die Feder 66 aufnimmt und an seinem Außenumfang einen festen und dichten Halt für den Gummibalg 65 bietet. Weiterhin weist das Basisteil 80 in seiner Längsrichtung eine Bohrung 81 auf, die am unteren Ende des Basisteils in einen Druckschlauch 68 mündet. Der Druckschlauch 68 ist wiederum mit der zweiten Druckkammer 71 der Unterdruckdose verbunden.FIG. 4 shows an embodiment of a manually operated rubber bellows according to FIG. 3 in section. The rubber bellows 65, the compression spring 66 and a check valve 67 are shown therein. In addition, a base part 80 is shown, which on the one hand receives the spring 66 at its upper end and offers a firm and tight hold for the rubber bellows 65 on its outer circumference. Furthermore, the base part 80 has a bore 81 in its longitudinal direction, which opens into a pressure hose 68 at the lower end of the base part. The pressure hose 68 is in turn connected to the second pressure chamber 71 of the vacuum box.
Fig. 5 zeigt Detail V aus Fig. 4. Es handelt sich dabei um die Rückschlagventilöffnung des Ventils 67, das gleichzeitig als Drossel 68 dienen kann.
FIG. 5 shows detail V from FIG. 4. This is the check valve opening of the valve 67, which can also serve as a throttle 68.