CH681738A5 - - Google Patents

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CH681738A5
CH681738A5 CH4122/89A CH412289A CH681738A5 CH 681738 A5 CH681738 A5 CH 681738A5 CH 4122/89 A CH4122/89 A CH 4122/89A CH 412289 A CH412289 A CH 412289A CH 681738 A5 CH681738 A5 CH 681738A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
pressure
gas
internal combustion
inflow
combustion engine
Prior art date
Application number
CH4122/89A
Other languages
English (en)
Inventor
Andreas Mayer
Lebius Dr Matthews
Josef Perevuznik
Original Assignee
Comprex Ag
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Filing date
Publication date
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04FPUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F13/00Pressure exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F02B33/32Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
    • F02B33/42Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with driven apparatus for immediate conversion of combustion gas pressure into pressure of fresh charge, e.g. with cell-type pressure exchangers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

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CH 681 738 A5
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Beschreibung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer gasdynamischen Druckwellenmaschine gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Sie betrifft ebenfalls eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 2.
Stand der Technik
Bei einem gasdynamischen Druckwellenlader zur Aufladung von Fahrzeugverbrennungsmotoren ist die Regelung des Ladeluftdrucks wegen des breiten Motordrehzahlbereiches vorteilhaft. Bekannt ist deswegen die Anwendung eines Abgasbypasses mit einem mediumgesteuerten Absperrorgan. Der Druckwellenlader wird in diesem Fall derart ausgelegt, dass der theoretisch erreichbare Ladedruck bei der maximalen Motordrehzahl ohne Abblasen von Abgas oberhalb der zulässigen Ladedruckgrenze liegt. Um jedoch unterhalb der zulässigen Ladedruckgrenze zu bleiben, muss ein Teil der Abgase ab einer bestimmten Motordrehzahl abgeblasen werden. Diese Art der Regelung hat einen positiven Einfluss auf den Verlauf des verfügbaren Motordrehmomentes sowie des Brennstoffverbrauches, insbesondere bei den Motoren, die nicht überwiegend bei höheren Drehzahlen betrieben werden.
Bei konventionellen Druckwellenmaschinen für die Aufladung von Verbrennungsmotoren ist im Gasgehäuse zwischen jedem Hochdruckgaskanal und Niederdruckgaskanal eine sogenannte Gastasche vorgesehen, in die ein Teil des aus dem Motor ausgestossenen Hochdruckabgasstromes hinein abgezweigt wird. Im Zusammenwirken mit einer im Luftgehäuse angebrachten sogenannten Expansionstasche wird dadurch die Niederdruckspülung, d.h. das Ausspülen der entspannten Abgase aus den Zellen des Rotors, verbessert. Denn eine gute Niederdruckspülung hat eine verminderte Abgasre-zirkulation zur Folge, d.h., das Eindringen von Abgas in die Verbrennungsluft wird reduziert. Eine grosse Abgasrezirkuiation im Leerlaufbereich würde beispielsweise den gleichmässigen Lauf des Motors beeinträchtigen.
Für die Anspeisung der Gastasche kennt man zwei Möglichkeiten: die einfachere besteht in einem schmalen Verbindungskanal zwischen dem Hoch-druckgaskanai und der Gastasche an der dem Rotor zugewandten Stirnseite des Gasgehäuses. In diesem Fall herrscht in der Gastasche der im Hauptstrom vorhandene statische Druck, und diese Anspeisung wird deshalb statische Anspeisung der Gastasche genannt. Die zweite Möglichkeit ist die sogenannte Totaldruckanspeisung, bei der aus dem Hochdruckgaskanal vor dessen Einmündung in den Rotorraum ein Gastaschenkanal in die Gastasche hinein abzweigt. Dabei liegt der Gastaschenkanal derart, dass der abgezweigte Gasstrom gegenüber der Richtung des Hauptstromes nur geringfügig abgelenkt wird und in der Gastasche folglich neben dem statischen Druck auch der Staudruck aus der Gasgeschwindigkeit zur Wirkung gelangt. Bei einer aus der EP-PS 0 039 375 bekannten Einrichtung dieser Art mit Totaldruckanspeisung wird die Steuerung des Gastaschenzuflusses und damit der Aufteilung des Hochdruckabgasstromes durch eine Bimetallklappe zu erreichen versucht. Diese Art der Steuerung erlaubt indes keine ideale Betätigung der Klappenstellung, wie sie der Motor in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebszustand erfordern würde. Dies unter anderm deshalb, weil die Klappenverformung nur verzögert auf Temperaturänderungen anspricht.
Ein Verfahren und eine Einrichtung mit allen eingangs erwähnten Verfahrensschritten und Elementen ist bekannt aus der EP-PS 0 080 741. Dort ist zwischen dem Hochdruckgaskanal und dem Niederdruckgaskanal ein Abgasbypass angeordnet. Dieser kann mittels einer über eine Druckdose betätigte, mediengesteuerte Klappe geöffnet oder versperrt werden. Bei geschlossener Klappe bezieht die Gastasche ihre Energie aus dem oben erwähnten schmalen Verbindungskanal; bei offener Klappe wird über ein stromabwärts der Klappe in der By-pass-Kernströmung angeordnetes sondenförmiges Entnahmerohr ein Teil des Hochdruckgases in die Gastasche geleitet. Bei dieser Lösung kann zumindest ein Teil der abgeblasenen Hochdruckgases re-kuperiert werden.
Darstellung der Erfindung
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels denen Abgasverluste vollständig vermieden werden und die auch bei Verbrennungsmaschinen, weiche nicht über von einem Prozessrechner kenn-feldgesteuerte Verstellmittel verfügen, Anwendung finden können.
Erfindungsgemäss wird dies mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 erreicht.
Eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die mit dem Steuerorgan des Gastaschenzuflusses in Wirkverbindung stehendende Druckdose sowohl mit Vakuum als auch mit mit dem im Hochdruckluftkanal herrschenden Ladeluftdruck beaufschlagt ist, wobei Federmittel in der Druckdose auf das Steuerorgan in einer den Zuflusskanal zur Gastasche öffnenden Richtung wirken.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt. Erläutert wird die Erfindung anhand eines Dieselmotors, der mittels einer gasdynamischen Druckwellenmaschine aufgeladen ist. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer an einem aufgeladenen Verbrennungsmotor angeordneten Betätigungsvorrichtung in Form einer Druckdose;
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Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Druckdose und des zu verstellenden Steuerorgans;
Fig. 3 ein Diagramm, das in vereinfachter Form den Hub des Steuerorgans in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Verbrennungsmaschine zeigt.
Fig. 4 das Betriebskennfeld einer Verbrennungsmaschine.
Gleiche Teile sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Erfindungsunwesentliche Teile des Druckwellenladers, wie beispielsweise Welle, Lagerung, Antrieb usw. sind weggelassen. Die Strömungsrichtungen der Arbeitsmittel sind mit Pfeilen bezeichnet.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Der grundsätzliche Aufbau eines Druckwellenladers und dessen genaue Struktur kann der Druckschrift CH-T 123 143 der Firma BBC Aktiengesellschaft Brown Boveri & Cie., Baden, Schweiz, entnommen werden. Der in Fig. 1 gezeigte Druckwellenlader 11 ist der Einfachheit halber als eine Einzyklus-Maschine dargestellt, was sich dadurch ausdrückt, dass das Gehäuse 4, 4' an den den Stirnflächen des Rotors 5 zugekehrten Seiten mit je einer Hochdruck- und einer Niederdrucköffnung, in welche jeweils die Hauptkanäle münden, versehen ist. Die heissen Abgase des Verbrennungsmotors 1 treten durch den Abgassammler 2 und den Hochdruckgaskanal 9 in den mit axialgeraden, beidseitig offenen Rotorzellen 6 versehenen Rotor 5 des Druckwellenladers 11 ein. Sie expandieren darin und verlassen den Rotor über den Niederdruckgaskanal 10 und die nicht gezeigte Auspuffleitung in die Atmosphäre. Auf der Luftseite wird atmosphärische Luft angesaugt, strömt über den Niederdruckluftkanal 7 axial in den Rotor ein, wird darin verdichtet und verlässt ihn als Ladeluft über den Hochdruckluftkanal 8 und den Ladeluftverteiler 3 zum Verbrennungsmotor 1 hin.
Zum Verständnis des eigentlichen, äusserst komplexen gasdynamischen Druckwellenprozesses, welcher nicht Erfindungsgegenstand ist, wird auf die schon genannte Druckschrift CH-T 123 143 verwiesen. Der für das Verständnis der Erfindung notwendige Prozessablauf wird nachstehend kurz erläutert:
Das aus den Rotorzellen 6 bestehende Zellenband ist die Abwicklung eines Zylinderschnittes durch den Rotor 5 auf halber Zellenhöhe. Das Zellenband bewegt sich bei Drehung des Rotors in Pfeilrichtung nach oben. Die Druckwellenvorgänge laufen im Inneren des Rotors 5 ab und bewirken im wesentlichen, dass sich ein gasgefüllter Raum und ein luftgefüllter Raum bilden. In ersterem entspannt sich das Abgas und entweicht dann in den Niederdruckgaskanal 10, während im zweiten ein Teil der angesaugten Frischluft verdichtet und in den Hochdruckluftkanal 8 ausgeschoben wird. Der verbleibende Frischluftanteil wird durch den Rotor 5 in den Niederdruckgaskanal 10 überspült und bewirkt damit den vollständigen Austritt der Abgase.
Als Hilfskanäle sind folgende Aussparungen in den Gehäuse 4, 4' vorhanden: Zwischen dem Hochdruckgaskanal 9 und dem Niederdruckgaskanal 10 ist im Gasgehäuse 4' eine Gastasche 12, in welche ein Teil des Hochdruckgases geleitet werden kann, angeordnet. Im Zusammenwirken mit einer im Luftgehäuse 4 angeordneten Expansionstasche 14 vermag diese Gastasche 12 die Niederdruckspülung zu verbessern. Weiter ist im Luftgehäuse 4 eine Kompressionstasche 15 angeordnet für die Vorkompression der Ladeluft bei tiefen Drehzahlen.
Ein Zufluss 13 verbindet die Gastasche 12 mit dem Hochdruckgaskanal 9. An seiner Abzweigung ist dieser Zufluss 13 mit einem mediumgesteuerten Steuerorgan 50 versehen. Unterhalb der Regelgrenze wird das Steuerorgan 50 während des Betriebs durch eine in einer Betätigungsvorrichtung -im folgenden Druckdose 60 genannt - angeordnete, vorgespannte (später beschriebene) Stellfeder 102 (Fig. 2) geschlossen gehalten. In Offnungsrichtung des Steuerorgans 50 wirkt der Gasdruck im Hochdruckgaskanal 9 sowie der zur Druckdose 60 durch eine Regeldruckleitung 16 führende Regeldruck. Der Regeldruck, hier der im Hochdruckluftkanal 8 herrschende Ladedruck, ist eine Funktion des Ab-gasdruckes bzw. der Motordrehzahl oder der Motorlast. Der Verlauf des Regeldruckes ist je nach Auslegung des Druckwellenladers verschieden.
Es ist deshalb schwierig, den gewünschten Öffnungspunkt des Steuerorgans 50 konstruktiv eindeutig zu bestimmen. Es kann vorkommen, dass das Steuerorgan 50 unterhalb der Regelgrenze Leckage aufweist, d.h., dass die in Funktion zueinander stehenden Kräfte in der Öffnungsrichtung grösser als die Vorspannkraft der Feder 102 (Fig. 2) sind.
Um die Einbauverhältnisse am Motor zu verbessern, ist es notwendig, dass die Druckdose 60 so klein wie möglich ist. Es treten dann folglich kleine Kräfte sowohl in Öffnungsrichtung als auch in Schliessrichtung auf. Eine allzu kleine Schliess-kraft ist aber problematisch, weil sie durch äussere Einflüsse, z.B. Reibung und Vibrationen, schnell auf Null abgebaut werden kann. Das Steuerorgan 50 kann dann wegen solchen äusseren Einflüssen zu früh öffnen. Um das zu verhindern, ist eine bestimmte Schliesskraft im ganzen Bereich der niedrigen Motordrehzahlen bis unmittelbar unter die Ladedruckgrenze erforderlich. Damit ist zum Ausdruck gebracht, dass die genaue Kenntnis der Federcharakteristik und das einwandfreie Funktionieren der Feder 102 von grosser Bedeutung ist. Wichtig ist dies insbesondere dann, wenn der Druckdose 60 beispielsweise ein (nicht dargestelltes) Vorsteuerventil in der Regeldruckleitung 16 vorgeschaltet ist, über das die Membran 100 des Organs 60 bei einer bestimmten Motordrehzahl schlagartig mit dem vollen Ladedruck beaufschlagt werden kann.
In Schliessrichtung des Steuerorgans 50 wirkt ein zweiter zur Druckdose 60 durch eine Regeldruckleitung 17 führender Regeldruck. Es handelt sich bei dem in dieser Leitung 17 herrschenden Druck um das Bordvakuum. Wird die Dose 60 nicht mit diesem Vakuum beaufschlagt, so wird das Steuerorgan 50 durch eine weitere, in der Druckdose angeordnete, vorgespannte (später beschriebene) Stellfeder 83 (Fig. 2) in der Offenstellung gehalten.
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Die Druckdose 60 nach Fig. 2 weist ein zylindrisches, metallisches Gehäuse auf. Es besteht im wesentlichen aus einer oberen Gehäusehälfte 61 und einer unteren Gehäusehälfte 62. Die obere Hälfte hat einen Druckanschluss 63 für die Regeldruckleitung 16, die untere Hälfte eine Entlüftungsbohrung 64 zur Atmosphäre hin. Die Gehäuseteile sind jeweils mit Flanschen 61', 62' versehen, zwischen denen die kreisförmige Membran 100 eingespannt ist. Diese Membran ist aus flexiblem, beispielsweise ela-stomerem Material gefertigt. Sie unterteilt das Gehäuse in eine obere Kammer 65 und eine untere Kammer 66.
Die Membran 100 ist vorgeformt und auf eine Kolbenwanne 67 aufgesetzt. Diese ist in der unteren Kammer 66 angeordnet. Ihr Durchmesser ist kleiner als jener des Gehäuses (61, 62) und jener der Membran 100, so dass keine Behinderung der Membran bei deren Bewegung auftritt. Die Koibenwanne 67 ist über einen Kolben 101 gestülpt. Die Membran ist durch die eigentliche Stellfeder 102, hier eine schraubenförmige Druckfeder, die sich über einen Kragen des Kolbens 101 im Innern der Kolbenwanne 67 abstützt, nach oben vorgespannt. Im nicht beaufschlagtem Zustand liegt die Membran 100 an einem Anschlag 68 im Deckel des oberen Gehäuseteils 61 an.
Während des Maschinenbetriebes liegt eine Betätigerstange 58 mittelbar, d.h. über den Kolben 101 an der Unterseite der Kolbenwanne 67 am Anschlag. Die Stange 58 durchdringt den Boden 69 der unteren Gehäusehälfte 62 durch eine Bohrung und ist an ihrem aus dem Gehäuse herausragenden Ende mit einem Schraubgewinde 56 versehen. Nach Fig. 2 ist die Betätigerstange 58 über dieses Gewinde 56 mit einer Stangenverlängerung 55 verbunden. Diese greift über ein Hebelsystem 54 am Steuerorgan 50 an.
Da die Stange 58 überdies geführt werden muss, ist im Boden 69 der unteren Gehäusehälfte 62 eine eine Auslenkung zulassende, schwenkbare Durchführung angeordnet. Das Führungselement für die Betätigerstange 58 besteht aus einer länglichen Büchse 70. Die Schwenkbarkeit wird erreicht durch einen kugelfömig oder ballig ausgeführten Sitz 71 am unteren Büchsenende. Damit liegt die Büchse in einer Wanne 72 ein, die ihrerseits im abgebogenen Boden 69 eingelötet ist. In ihren Sitz wird die Büchse angedrückt durch zweite Federmittel, hier eine konische Schraubenfeder 73. Zur Bildung von Stützstellen 74 für die konische Schraubenfeder 73 ist der Wannenrand beispielsweise an vier Stellen des Umfangs eingeknickt.
Ein zweites Kolben/Zylindersystem befindet sich innerhalb der Druckdose 60. Die Innenwandung des hohlen Kolbens 101 bildet hierzu die Zylinderwand. Die Betätigerstange 58 ist mit einem Kolben 80 versehen, der mittels einer K-Dichtung gegen die Zylinderwand dichtet. In dem so gebildeten zweiten Kolbenraum 81 ist eine vorgespannte Stellfeder 83 untergebracht, welche, wie oben ausgeführt, auf die Betätigerstange 58 in einer das Steuerorgan 50 öffnenden Richtung wirkt.
Um den Kolbenraum beaufschlagen zu können, ist die Betätigerstange 58 hohl ausgeführt und oberhalb des Kolbens 80 ist ein Durchlass 82 zum Kolbenraum hin angebracht. Ausserhalb der Druckdose 60 ist die Betätigerstange oberhalb des Schraubgewindes 56 mit einem Druckanschluss 57 für die 5 Regeldruckleitung 17 versehen.
Uber das bloss schematisch dargestellte Hebelsystem 55/54 wird die Kolbenstange 53 des Steuerorgans 50, hier ein Kolbenschieber, verstellt. Die Stange durchsetzt im Gasgehäuse 4' den Nieder-10 druckgaskanal 10 und den Hochdruckgaskanal 9 und reicht bis in den Anfang der beiden (für eine zweizyklische Maschine) Zuflüsse 13 zu den Gastaschen 12. Der Kolbenschieber 50 ist in seiner offenen Stellung zwischen Rippen 52 geführt, die sich 15 quer durch die Zuflüsse 13 hindurch erstrecken.
Folgendermassen wirkt die Erfindung:
- Beim Stillstand der Verbrennungsmaschine und somit der Druckwellenmaschine sind die Regeldruckleitungen 16 und 17 drucklos. Die Stellfeder
20 102 drückt über den Kolben 101 die Membran 100 gegen den Anschlag 68. Die Stellfeder 83 schiebt den Kolben 80 mitsamt der Betätigerstange 58 nach unten, wodurch über das Hebelsystem 55, 54, 53 das Stellorgan den Zufluss 13 zur Gastasche 12 freigibt. 25 Damit sind die Bedingungen für den einwandfreien Druckprozess beim Start und in der Leerlaufphase geschaffen. Dies gilt im übrigen auch für den Notbetrieb im Falle einer Havarie, womit die Heimkehr des mit der Verbrennungsmaschine versehenen 30 Fahrzeuges aus eigener Kraft ermöglicht wird.
- Beim Start und beim Leerlauf der Verbrennungsmaschine reicht der Ladedruck in der Regeldruckleitung 16 selbstverständlich nicht aus, um die Membran 100 nach unten zu bewegen. Das Vakuum
35 ist noch nicht freigegeben, so dass immer noch die Stellfeder 83 den Kolben 80 nach unten drückt und somit der Gastaschenzufluss offen bleibt.
- Bei der eigentlichen Lastaufnahme der Verbrennungsmaschine wird nunmehr der Kolbenraum
40 81 mit dem Vakuum beaufschlagt, wodurch sich die Betätigerstange gegen die Federkraft der Stellfeder 83 nach oben bewegt und somit den Zufluss 13 im Gasgehäuse 4' zu verschliessen beginnt. Eingeleitet werden kann die Beaufschlagung des Kolben-45 raums mit Vakuum beispielsweise über ein Signal, welches für den Regelstangenweg der Brennstoffeinspritzung oder die Gaspedalstellung steht. Über an sich bekannte Mittel sollte der Beginn und der Verlauf des Schliessvorgangs anpassbar gestaltet 50 werden. So sollte beispielsweise bei kalter Verbrennungsmaschine der Beginn des Schliessvorgangs verzögert werden können. Vom Verlauf her ist ein Schliessvorgang proportional zur Laststeigerung einem schlagartigen Schliessen vorzuziehen. In der 55 erreichten Endstellung, bei welcher der Zufluss ganz verschlossen ist, schlägt die Betätigerstange mit ihrem oberen Ende am Boden des Kolbens 101 an. Letzterer ist seinerseits über die Kolbenwanne 67 und die Membran 100 in seiner obersten Stellung am 60 Anschlag.
- Vom oberen Leerlauf über die Teillast bis zur unteren und mittleren Vollast bleibt der Gastaschenzufluss abgesperrt, da einerseits das Vakuum weiterhin im Kolbenraum 81 anliegt und andererseits die
65 Stellfeder 102 so ausgelegt ist, dass der Ladedruck
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nicht ausreicht, um die Membran 100 nach unten zu bewegen. Das Hochdruckabgas steht gänzlich für die Verdichtungsarbeit zur Verfügung.
- Ab der genannten unteren bis mittleren Vollast oder oberer Teillast, bei der die Ladedruckgrenze erreicht ist, bewegt der Ladedruck die Membran mitsamt der daran anliegenden Kolbenwanne 67, Kolben 101 und Betätigerstange 58 nach unten. Der Kolbenschieber 50 öffnet also wiederum. Bei Erreichen der oberen Vollast ist der Kolbenschieber 50 an seinem Anschlag im Gasgehäuse 4' und die Zuflüsse 13 sind voll offen. In dieser Phase erfolgt die Ladedruckbegrenzung demnach durch Ableiten des überschüssigen Abgases in die Gastaschen 12, was die Niederdruckspülung unterstützt.
In der Fig. 3 ist dieser Sachverhalt graphisch dargestellt. Gezeigt ist der Öffnungshub h des Stellorgans 50 in Funktion der Last L. Die strichpunktierte Kurve zeigt den oben erwähnten verzögerten Schliessbeginn. Der Kurvenverlauf an sich ist nicht neu. Neu ist lediglich die Anwendung eines rein pneumatischen Systems mit den Merkmalen,
- dass zum einen als Betätigungsmedium für den Gastaschenzufluss das Fahrzeugvakuum dient mit dessen Zuschalten/Entlüften als Steuerungseingriff,
- und dass unter Verwendung der üblichen Pro-zessgrössen, hier des Ladeluftdrucks, die übliche Abblasregelung ersetzt wird durch vollständiges Ableiten des überschüssigen Hochdruckgases in die Gastaschen.
Die Fig. 4 zeigt anhand des Betriebskkennfeldes einer Verbrennungsmaschine die erwähnten Regelbereiche. Auf der Abzisse ist die Motordrehzahl nm, auf der Ordinate der mittlere spezifische Druck Pe der Verbrennungsmaschine aufgetragen. In dem an sich selbsterklärenden Diagramm, welches den Drehmomentverlauf des Motors repräsentiert, bedeuten:
- die Abzisse ist die eigentliche Leerlauflinie L mit den Punkten:
L1 = Startpunkt;
L2 = unterer Leerlaufpunkt;
L3 = oberer Leerlaufpunkt;
und den Bereichen:
Lu = unterer Leerlaufbereich;
Lo = oberer Leerlaufbereich;
- die Kurve V den Vollastbereich V1 den Kurvenast, der das Abregein repräsentiert
- A den Bereich, bei welcher der Gastaschenzufluss mit Federmitteln offengehalten wird; in diesem Feld findet eine sehr grosse Abgasrezirkulation statt
- B den Schliessbereich
- C den Bereich, in dem der Gastaschenzufluss mittels Vakuum-Steuerdruck geschlossen ist
- D den sogenannten Abblasebereich, in dem der Ladeluftdruck den Gastaschenzufluss öffnet.

Claims (5)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer gasdynamischen Druckwellenmaschine (11), welcher einer Verbrennungsmaschine zu Aufladezwecken über einen Hochdruckiuftkanal (8) Ladeluft zuführt und bei welcher das von der Verbrennungsmaschine (1) ausgestossene Abgas sowohl unmittelbar über einen Hochdruckgaskanal (9) der Druckwellenmaschine zugeleitet wird als auch über einen vom Hochdruckgaskanal (9) abzweigenden Zuflusskanal (13) in eine im Gasgehäuse (4') angeordnete Gastasche (12) einströmen kann, dadurch gekennzeichnet, dass unter Vermeidung einer Gasabbla-sung vom Hochdruckgaskanal in die Atmosphäre
- im Stillstand der Verbrennungsmaschine sowie im antriebslosen Zustand der Druckwellenmaschine der Zuflusskanal (13) über ein mittels Federmitteln (83) betätigtes Steuerorgan (50) ganz geöffnet wird;
- während und nach dem Starten, im Leerlauf sowie bei tiefen Lasten der Verbrennungsmaschine der Zuflusskanal (13) offengehalten wird;
- bei Lastaufnahme der Verbrennungsmaschine mittels Vakuum der Zuflusskanal (13) zur Gastasche
(12) in Abhängigkeit der Last stetig geschlossen wird;
- im Teillastbereich der Verbrennungsmaschine, im oberen Leerlauf-Drehzahlbereich sowie im unteren bis mittleren Vollast-Drehzahlbereich durch permanentes Anliegen des Vakuums der Zuflusskanal (13) zur Gastasche (12) ganz geschlossen wird;
- und dass im oberen Teillastbereich der Verbrennungsmaschine und im Vollast-Drehzahlbereich mittels des im Hochdruckluftkanal (8) herrschenden Ladeluftdrucks der Zuflusskanal (13) zur Gastasche (12) aufgesteuert wird.
2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die Druckwellenmaschine (11) eine Gastasche (12) aufweist, die an der dem Zellenrotor (5) zugekehrten Stirnseite des Gasgehäuses (4') vorgesehen ist, welche Gastasche, in Drehrichtung des Rotors gesehen, hinter dem Hochdruckgaskanal (9) liegt und über einen Zufluss
(13) mit dem Hochdruckgaskanal (9) verbunden ist, wobei ein Steuerorgan (50) den Zufluss (13) zur Gastasche steuert und hierzu in Wirkverbindung mit einer Druckdose (60) steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdose (60) sowohl mit Vakuum als auch mit dem im Hochdruckluftkanal (8) herrschenden Ladeluftdruck beaufschlagt ist, wobei Federmittel (83) in der Druckdose auf das Steuerorgan (50) in einer den Zuflusskanal (13) zur Gastasche (12) öffnenden Richtung wirken.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerorgan (50) ein Kolbenschieber ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Druckdose (60) ein mittels einer Membran (100) in zwei getrennte Kammern (65, 66) unterteiltes Gehäuse (61,62) aufweist,
- dass die Membran (100) mit ihrer Unterseite auf einen ersten federbelasteten (102) Kolben (101) wirkt, der mit seiner Innenseite auf eine Betätigerstange (58) anschlagbar ist, wobei die Betätiger-
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5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigerstange (58) hohl ausgeführt ist zwecks Anlegen des Vakuums in den zweiten Kolbenraum (81).
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stange (58) über eine schwenkbare Durchführung, bestehend aus einer Büchse (70) und einer Wanne (72) durch eine Öffnung im Gehäuseboden (69) durchgeführt ist,
- dass die Betätigerstange (58) mit einem zweiten federbelasteten (83) Kolben (80) versehen ist, welcher im Innenraum des ersten Kolbens (101) einen zweiten Kolbenraum (81) bildet.
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