DE2362133A1

DE2362133A1 - Vorrichtung zur manuellen regelung des ladeluftdruckes bei mit abgasaufladung betriebenen brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2362133A1
Application number: DE2362133A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Mezger
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1973-12-14
Filing date: 1973-12-14
Publication date: 1975-06-19
Also published as: GB1464787A; IT1026773B

Description

Dr. Ing. h. c. F. PORSCHE AKTIENGESELLSCHAFT - 7 STUTTGART-ZUFFENHAUS EN * PORSCH ESTRASSE42

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Vorrichtung zur manuellen Regelung des Ladeluftdruckes bei mit Abgasaufladung betriebenen Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur manuellen Regelung des Ladeluftdruckes bei mit Abgasaufladung betriebenen Brennkraftmaschinen, die mit einem aus einem Ladegebläse und einer Abgasturbine bestehenden Abgasturbolader versehen sind.

Es ist eine Vorrichtung zur Regelung des Ladeluftdruckes bei mit Abgasaufladung betriebenen Brennkraftmaschinen bekannt (DT-PS 623 249), wobei diese.Vorrichtung in dem Saugrohr des Ladegebläses angeordnet ist und durch eine verschwenkbare Drosselklappe gebildet wird, die einerseits r automatisch durch ein druckempfindliches Regelglied und andererseits manuell verstellt wird. Hierbei hat sich jedoch als besonders nachteilig erwiesen, daß unabhängig von der Stellung der Drosselklappe in jedem Betriebsbereich der Brennkraftmaschine der volle Abgasstrom die Abgasturbine beaufschlagt, wodurch, diese häufig in einem Drehzahl bereich betrieben wird, der weit höher liegt, als der , der für die anzusaugende Ladeluftmenge notwendig wäre. Hierdurch wird die Abgasturbine oftmals unnötig stark belastet, wodurch ihre Lebensdauer und die Betriebssicherheit der gesamten Anlage vermindert wird. .

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Vorsehender des Aufsichtsratsr Dr. Ing. rj. c< Fordinand pGrsd>ö · Vorstand·' Or. frnst Fuhrmann, Heinz ßranittki - '

S'r iet Gi-£Eil;*wf!: Stuttgart .· Registergoridit: A:r>sgorid<l Stuttgart, HRB-Nr. S211 ■ ^To'afon .,71!"COJ-I · Taie-. (7-2187! Parsdiox.'a * Slülljcrt · ."sslfocti 4006·ίΟ

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur manuellen Regelung des Ladeluftdruckes bei mit Abgasaufladung betriebenen Brennkraftmaschinen zu schaffen, die die genannten Nachteile nicht aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vorrichtung zur Regelung des Lade!uftdruckes mit dem Ladeluftdruck in der Ladeluftleitung des Ladegebläses zusammenwirkt und die die Abgasturbine beaufschlagende Abgasmenge reguliert. Vorteilhaft ist, daß die Vorrichtung zur Regulierung des Ladeluftdruckes eine von dem Ladeluftdruck beaufschlagte Ladedruckleitung aufweist, die durch einen manuell verstellbaren Druckregler mit einer Regeldruckleitung verbunden ist, und die Ladedruckleitung und die Regeldruckleitung mit einer Druckdose zusammenwirken, die eine die Abgasturbine beaufschlagende Abgasmenge regulierende Regeleinrichtung betätigt, oder daß die Vorrichtung zur Regelung des Ladedruckes eine von dem Ladeluftdruck beaufschlagte Ladedruckleitung aufweist, in der ein manuell verstellbarer Differenzdruckregler angeordnet ist, und die Ladedruckleitung mit einer Druckdose zusammenwirkt, die eine die die Abgasturbine beaufschlagende Abgasmenge regulierende Regeleinrichtung betätigt. Die Regeleinrichtung kann dabei durch ein durch die Druckdose verstellbares Ventil und einen durch das Ventil verschließbaren und in die Atmosphäre führenden Abgaskanal vor der Abgasturbine gebildet werden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß unabhängig von der Stellung des Druckreglers in allen Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine die die Abgasturbine beaufschlagende Abgasmenge auf den jeweiligen Betriebsbereich der Brennkraftmaschine eingestellt wird. Dadurch wird sicher vermieden, daß die Abgasturbine derart hochtourig angetrieben wird, daß das Ladegebläse mehr Ladeluft fördert, als durch den Druckregler vorbestimmt der Brennkraftmaschine zugeführt werden soll.

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In der Zeichnung, in der die Vorrichtung zur Regelung des Ladeluftdruckes mit einer mit Abgasaufladung betriebenen Brennkraftmaschine schematisch in zwei Ausführungsformen dargestellt ist, zeigt

Fig. 1 die Vorrichtung mit einem manuell

verstellbaren Druckregler und Fig. 2 die Vorrichtung mit einem manuell

verstellbaren Differenzdruckregler.

In der Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Abgasturbolader 2 versehen, der aus einem Ladegebläse 3 und einer Abgasturbine 4 besteht. Die Abgasturbine 4 ist durch eine Abgasleitung 5 mit der Brennkraftmaschine 1 verbunden und weist zur Abführung der Abgase in die Atmosphäre bzw. zur Zuführung der Abgase in eine Nachverbrennungseinrichtung eine'Abgasleitung 6 auf. Das Ladegebläse 3 ist mit einem Saugrohr 7 und einer Ladeluftleitung 8 verbunden. Die Ladeluftleitung 8 weist einen Verteiler 9 auf, von dem eine Ladedruckleitung 10 und ein Ansaugrohr 11 fur die Brennkraftmaschine 1 abzweigt. In dem Ansaugrohr 11 ist hinter dem Verteiler 9 eine mit 12 bezeichnete Drosselklappe angeordnet, die von einem nicht dargestellten Gaspedal betätigt wird. Eine mit 13 bezeichnete Druckdose weist zwei Druckkammern 14 und 15 auf, die durch eine mit einer Druckfeder 16 zusammenwirkende und mit einem Ventil 17 verbundene Membrane 18 gebildet werden. Die Druckkammer 15 ist mit einer Ladedruckleitüng 10 und die Druckkammer 14 ist mit einer Regeldruckleitung 19 verbunden. Zwischen der Regeldruckleitung 19 und der Ladedruckleitung 10 ist ein manuell betätigbarer Druckregler 20 angeordnet, der z. B. von der Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeuges aus verstellt werden kann. Die Abgasleitung 5 weist einen durch das Ventil 17 gesteuerten Abgaskanal 21 auf, durch den die Abgase teilweise, je nach Stellung des Ventils 17, z. B. in die Atmosphäre abgeblasen werden können.

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Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende: Wird die Brennkraftmaschine 1 mit minimalsten Luftdruck betrieben, so ist der Druckregler 20 geschlossen. Um zu vermeiden, daß auch bei nur geringem Ladeluftdruck in der Ladedruckleitung 10 das Ventil 17 sich öffnet und Abgase durch den Abgaskanal 21 abgeblasen werden, ist die Druckfeder 16 derart ausgelegt, daß sie entgegen diesem geringen Ladeluftdruck das Ventil 17 geschlossen hält.

Zur Erhöhung des Ladeluftdruckes wird der Druckregler entsprechend der gewünschten Ladeluftdruckhöhe geöffnet. Wird die Brennkraftmaschine 1 in Betriebsbereichen bewegt, daß nur ein derartiger Abgasstrom die Abgasturbine 4 beaufschlagt, daß der von dem Ladegebläse 3 erzeugte Ladeluftdruck unter dem durch den Druckregler 20 festgelegten maximalen Luftdruck bleibt, ist der Ladeluftdruck in der Ladedrucfcleitung 10 und in der Regeldruckleitung 19 bzw. in der Druckkammer 14 und in der Druckkammer 15 gleich, so daß das Ventil 17 infolge der Federkraft der Druckfeder geschlossen ist. Gelangt die Brennkraftmaschine 1 nun in einen Betriebsbereich, bei dem der Ladeluftdruck den durch den Druckregler 20 festgelegten max. Ladedruck übersteigt, so wird die Ladedruckleitung 10 von dem durch das Ladegebläse 3 erzeugten Ladeluftdruck und die Regeldruckleitung 19 von den durch den Druckregler 20 festgelegten max. Ladeluftdruck beaufschlagt. Obersteigt die Druckdifferenz zwischen diesen beiden Drücken die Kraft der Druckfeder 16, so wird die Membrane 18 und das daran befestigte Ventil in Pfeilrichtung A bewegt. Der Abgaskanal 21 wird geöffnet und ein Teil der Abgase der Brennkraftmaschine 1 werden in die Atmosphäre abgeblasen, so daß die Drehzahl der Abgasturbine 4 abfällt. Der durch das Ladegebläse 3 erzeugte Ladeluftdruck fällt dadurch solange ab, bis der Ladeluftdruck in der Ladedruckleitung 10 und in der Regeldruckleitung gleich ist. Das Ventil 17 erschließt dann infolg^ der Federkraft der Druckfeder 16 und sämtliche Abgase der Brennkraftmaschine 1 werden wieder der Abgasturbine 4 zugeführt.

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In der Fig. 2 ist nur der Teil der gesamten Vorrichtung dargestellt,- durch den sich diese Vorrichtung von der Vorrichtung der -Fig. 1 unterscheidet. Von dem Verteiler 9 der Ladeluftleitung 8 zweigt das Ansaugrohr 11 und eine Ladedruckleitung 10 a ab, die mit ihrem anderen Ende an eine Druckdose 13 a angeschlossen ist. In der Ladedruckleitung 10 a ist zwischen dem Verteiler 9 und "der Druckdose 13 a ein manuell verstellbarer Differenzdruckregler 22 angeordnet; Die Druckdose 13 a weist zwei Dtrtickkammern 14 a und 15 a auf, die durch eine mit einer Druckfeder 16 a zusammenwirkende und mit einem Ventil 17 a verbundener Membrane 18 a gebildet werden. Die Druckkammer 15 a ist mit der ' Ladedruckleitung 10 a und die Druckkammer 14 a durch eine öffnung 23 mit der Atmosphäre verbunden.

Ist der Differenzdruckregler 22 auf 0,8 atli,= 1*8 a.t.ii. max. zulässigen Ladeluftdruck eingestellt, wirkt auf die Membrane 18 a 1 atli, wenn der Ladeluftdruck in der Ladeluftletitung auf 1,8 atli angestiegen ist. Das Ventil 17 a öffnet sich und die Abgase werden teilweise in die Atmosphäre abgeblasen. Beträgt der Ladeluftdruck weniger als 1,8 atü, bleibt das Ventil 17 ä infolge des atmosphärischen Druckes in der Druckkammer 14 a geschlossen. Wird der Differenzdruckregler 22 z. B. auf 1,3 atü max. Ladeluftdruck abgeregelt, wirkt auf die Membrane 18 a 1 atü, wenn der Ladeluftdruck in der Ladeluftleitung auf 1,3 atü angestiegen ist. Das Ventil öffnet sich und die Abgase werden jetzt bereits bei 1,3 atli max. Ladeluftdruck teilweise in die Atmosphäre abgeblasen.

Bei der vorstehenden Betrachtung der Druckverhältnisse in der Druckdose 13 a ist die Federkraft der Druckfeder 16 a unberücksichtigt geblieben.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

\l) Vorrichtung zur manuellen Regelung des Ladeluftdruckes bei mit Abgasaufladung betriebenen Brennkraftmaschinen, die mit einem aus einem Ladegebläse und einer Abgasturbine bestehenden Abgasturbolader versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Regelung des Ladeluftdruckes mit dem Ladeluftdruck in der Ladeluftleitung (8) des Ladegebläses (3) zusammenwirkt und die die Abgasturbine (4) beaufschlagende Abgasmenge reguliert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Regelung des Ladedruckes eine von dem Ladeluftdruck beaufschlagte Ladedruckleitung (10) aufweist, die durch einen manuell verstellbaren Druckregler (20) mit einer Regeldruckleitung (19) verbunden ist, und die Ladedruckleitung (10) und die Regeldruckleitung (19) mit einer Druckdose (13) zusammenwirken, die eine die die Abgasturbine (4) beaufschlagende Abgasmenge regulierende Regeleinrichtung betätigt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Regelung des Ladedruckes eine von dem Ladeluftdruck beaufschlagte Ladedruckleitung (10 a) aufweist, in der ein manuell verstellbarer Differenzdruckregler (22) angeordnet ist, und die Ladedruckleitung (10 a) mit einer Druckdose (13 a) zusammenwirkt, die eine die die Abgasturbine (4) beaufschlagende Abgasmenge regulierende Regeleinrichtung betätigt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung durch ein durch die Druckdose (13, 13 a) verstellbares Ventil (17, 17 a) und einen durch das Ventil (17, 17 a) verschließbaren und in die Atmosphäre führenden Abgaskanal (21) vor der Abgasturbine (4) gebildet wird. _50882S/062C

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