DE1262673B - Dieselbrennkraftmaschine mit veraenderlicher Drehzahl - Google Patents

Dieselbrennkraftmaschine mit veraenderlicher Drehzahl

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DE1262673B
DE1262673B DEP28900A DEP0028900A DE1262673B DE 1262673 B DE1262673 B DE 1262673B DE P28900 A DEP28900 A DE P28900A DE P0028900 A DEP0028900 A DE P0028900A DE 1262673 B DE1262673 B DE 1262673B
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Description

  • Dieselbrennkraftmaschine mit veränderlicher Drehzahl Die Erfindung betrifft eine Dieselbrennkraftmaschine mit veränderlicher Drehzahl und mit druckveränderlicher Aufladung durch einen Abgasturbolader zum Antrieb von Fahrzeugen, bei der ein eine Verbindungsleitung von der Ladeluftleitung zur Auspuffleitung vor der Abgasturbine beherrschendes Ventilglied und ein die Brennstoffmenge pro Hub der Maschine bestimmendes Regelgestänge vorgesehen sind, wobei das Regelgestänge in Wirkverbindung mit einer Einstellvorrichtung für das Ventilglied steht.
  • Eine solche Dieselkraftmaschine soll nun so ausgebildet werden, daß sie auch bei sich wesentlich ändernden Drehzahlen und entsprechend stark sich ändernden Belastungen zufriedenstellend arbeitet, so daß das sonst zwischen Dieselbrennkraftmaschine und Abtriebswelle eingeschaltete umfangreiche Wechselgetriebe nur eine verhältnismäßig geringe Zahl von Gängen aufzuweisen braucht.
  • Hierzu ist bereits vorgeschlagen worden, den Vorverdichtungsdruck in weiten Grenzen veränderlich zu gestalten und ferner auch zwischen der Förderleistung des Verdichtergebläses und der Speiseleistung der von den Abgasen des Dieselmotors angetriebenen Abgasturbine, die ihrerseits das Gebläse für die Vorverdichtung antreibt, eine Umgehungsleitung anzuordnen, deren Querschnitt einstellbar ist. Bei diesen Einrichtungen treten jedoch in der Brennkraftmaschine zu hohe Drücke auf, wenn, wie dies in der Praxis im allgemeinen notwendig ist, der Vorverdichtungsdruck und die eingespritzte Brennstoffmenge zur Anpassung des Dieselmotors durch hohe Belastungen gleichzeitig erhöht werden.
  • Die oben angedeutete Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Dieselbrennkraftmaschine der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß ein in das Regelgestänge eingeschaltetes, in an sich bekannter Weise auf die Einstellung des Verhältnisses zweier pro Hub der Maschine einzuspritzender Brennstoffmengen einwirkendes Steuerorgan in Abhängigkeit vom eingestellten Aufladedruck arbeitet, und daß das ebenfalls in an sich bekannter Weise veränderliche Verhältnis der vor und nach dem oberen Totpunkt in die Zylinder einzuspritzenden Brennstoffmengen derart regelbar ist, daß es bei steigendem Aufladedruck verringert und bei fallendem Aufladedruck vergrößert wird.
  • Eine Brennkraftmaschine ist zwar bekanntgeworden (britische Patentschrift 772 392), bei der an sich bereits eine Veränderung des Verhältnisses der vor dem oberen Totpunkt eingespritzten Brennstoffmenge zu der nach dem oberen Totpunkt eingespritzten Brennstoffmenge vorgenommen wird, wobei dieses Verhältnis bei Verringerung der insgesamt eingespritzten Brennstoffmenge zunimmt und bei Vergrößerung dieser eingespritzten Brennstoffmenge abnimmt. Die Veränderung dieses Verhältnisses hat jedoch nichts mit der Veränderung des Aufladedruckes zu tun, wie dies nach der erfindungsgemäßen Maßnahme der Fall ist. Dort wird nämlich davon ausgegangen, daß bei geringerer Belastung des Dieselmotors, d. h. bei Verringerung der eingespeisten Brennstoffmenge, die in den Abgasen normalerweise vorhandene Energie nicht mehr zur Vorverdichtung der Brennkraftmaschine ausreicht. Dort wird deshalb vorgeschlagen, bei geringerer Belastung des Dieselmotors den Zeitpunkt, in dem die Verbrennungsgase ausgepufft werden, auch den Einspritzbeginn vorzuverlegen. Daraus ergibt sich aber, daß die insgesamt eingespritzte Brennstoffmenge bei der verringerten Belastung des Motors ebenfalls verringert ist. Der Vorverdichtungsdruck der Verbrennungsluft behält also nach der bekannten Maßnahme auch bei geringerer Belastung des Motors ungefähr den gleichen Wert bei wie bei höherer Belastung.
  • Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird also eine Brennkraftmaschine geschaffen, die bei verringerter Drehzahl sehr hohe Drehmomente erzeugt. Durch die Erfindung wird die Einspritzung von hohen Brennstoffmengen je Hub bei gleichzeitiger völliger Verbrennung erreicht, da die hohe Vorverdichtung aufrechterhalten werden kann. Nach einer besonderen Ausführungsform einer Brennkraftmaschine mit zwei Brennstoffeinspritzpumpen, deren Mengenregler über ein Reglergestänge an ein gemeinsames Betätigungsglied angeschlossen sind, ist in das Betätigungsglied das Steuerorgan eingeschaltet, und es liegt eine der Einspritzpumpen mit ihrer Einspritzperiode vor dem oberen Totpunkt des Kolbens des zugehörigen Dieselzylinders und die andere Einspritzpumpe mit ihrer Einspritzperiode liegt nach dem oberen Totpunkt.
  • Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.
  • F i g. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Anlage mit einem Dieselmotor mit seinen Einrichtungen zur Vorverdichtung durch ein Turbogebläse und seiner Einrichtung zur Regelung des einzuspritzenden Brennstoffs; F i g. 2 zeigt drei die Erfindung erläuternde Diagramme; F i g. 3 zeigt eine besondere Ausbildung des Lufteinlasses in das Gebläse.
  • Das nachstehend erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist für Dieselmotoren mit Vorverdichtung zum Antrieb von Straßen- oder Schienenfahrzeugen bestimmt.
  • Die Vorteile der Vorverdichtung bei einer Brennkraftmaschine mittels eines mit den Auspuffgasen des Motors betriebenen Turbogebläses sind bekannt. Diese Vorteile bestehen insbesondere in einer wesentlichen Erhöhung der Leistung, ohne merkliche Änderung des Wirkungsgrades oder der mechanischen Beanspruchungen infolge der Verringerung des Verhältnisses der extremen Drücke in den Zylindern. Die Anpassung der Förderleistung des Turbogebläses an die mit der Drehzahl des mit einer hin- und hergehenden Bewegung arbeitenden Motors veränderliche volumetrische Menge der Auspuffgase bietet jedoch große Schwierigkeiten, sobald man von einer bestimmten »Anpassungsdrehzahl« genannten Drehzahl abweicht, was bisher- den ausnutzbaren Drehzahlbereich des Motors stark begrenzte. Die von derartigen Motoren angetriebenen Fahrzeuge müssen daher in ihrem Wechselgetriebe eine große Zahl von Gängen aufweisen, was die Verwendung derartiger mit Vorverdichtung arbeitender Motoren teuer macht und einen großen Platzbedarf erfordert, wodurch die Transportkapazität derartiger Fahrzeuge begrenzt wird. Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteilen abzuhelfen.
  • Die in F i g. 1 dargestellte Anlage ist z. B. für einen Dieselmotor für den Antrieb eines Fahrzeugs, z. B. eines Lastwagens, bestimmt. Der Motor weist z. B. vier Zylinder 1 auf, deren Steuerung nicht dargestellt ist. Zur Speisung dieser Zylinder und Vorverdichtung dient ein Turbogebläse mit einem Gebläse in Form eines rotierenden Verdichters 2 und einer Abgasturbine 3, welche von den Auspuffgasen der Motorzylinder 1. angetrieben wird, welche der Turbine durch eine an die Auspuffleitung 5 des Motors angeschlossene Leitung 4 zugeführt werden. Die Speisung der Motorzylinder mit Druckluft erfolgt durch eine Leitung 6, welche die Förderseite des Verdichters 2 mit der Einlaßleitung 7 der Motorzylinder 1 verbindet.
  • Eine Umgehungsleitung 8 ist zwischen der Förderleitung 6 des Verdichters 2 und der Einlaßleitung 4 der Turbine 3 vorgesehen, wobei ein Ventil 9 an der Stelle angeordnet ist, an welcher die Umgehungsleitung S an die Förderleitung 6 angeschlossen ist. Dieses Ventil gestattet die Veränderung des Verhältnisses der Luftmengen, welche einerseits der Speiseleitung 7 der Zylinder 1 des Motors und andererseits über die Umgehungsleitung 8 der Speiseleitung 4 der Turbine 3 zugeführt werden. Die Steuerung des Ventils 9 wird auf die weiter unten erläuterte Weise mit den Einrichtungen kombiniert, welche die in die Motorzylinder eingespritzten Brennstoffmengen regeln.
  • Bei einem Dieselmotor, bei welchem von einer Verbrennung mit konstantem Volumen (Verbrennung des Brennstoffs, welcher eingespritzt wird, bevor der oder die Kolben ihren oberen Totpunkt erreichen) und von einer Verbrennung mit konstantem Druck (Verbrennung des eingespritzten Brennstoffs, welche nach dem oberen Totpunkt der Kolben erfolgt) gesprochen werden kann, wird zweckmäßig die Ausbildung so getroffen, daß das Verhältnis zwischen den unter konstantem Druck (d. h. nach dem oberen Totpunkt) eingespritzten Brennstoffmengen und den bei konstantem Volumen (d. h. vor dem oberen Totpunkt) eingespritzten Brennstoffmengen zunimmt, wenn die Vorverdichtung und somit das von dem Motor gelieferte Moment zunehmen, während es im entgegengesetzten Fall abnimmt.
  • Die Wirkung der vorstehend geschilderten Maßnahme wird durch die Diagramme der F i g. 2 erläutert. In diesen Diagrammen ist das Arbeitsspiel eines mit dem Außendruck p1 (toter Raum = v1) gespeisten Motors gestrichelt dargestellt (Verdichtung ai bi, Verbrennung mit konstantem Volumen bi c1, Verbrennung mit konstantem Druck cl-di, Entspannung d1 Bei. einem mit Vorverdichtung arbeitenden Motor muß jedoch der tote Raum von dem Wert v1 auf den Wert v2 erhöht werden, wodurch der Druck am Ende der Verdichtung bei b2 kleiner als der entsprechende bei bi durch das Diagramm des mit Vorverdichtung zu betreibenden Motors angegeben wird.
  • Der höchste an dem Punkt cl dargestellte Druck kann jedoch unabhängig von dem Vorverdichtungsgrad und der Vergrößerung der gesamten eingespritzten Brennstoffmenge (welche mit der Vorverdichtung zunimmt) aufrechterhalten werden, und zwar vorzugsweise durch eine entsprechende Änderung des Verhältnisses zwischen dem während der Zeit der praktisch mit konstantem Volumen erfolgenden Verbrennung (durch die Linie b2 c2 angegebener Zeitraum) eingespritzten Brennstoff und dem während der praktisch mit konstantem Druck erfolgenden Verbrennung (durch die Linien c2 d2 oder c2 d'2 angegebener Zeitraum) eingespritzten Brennstoff.
  • F i g. 2 zeigt die Diagramme des Motors für zwei verschiedene Vorverdichtungen.
  • Das erste Diagramm a9 b2 C2 d2 e2 entspricht einer Vorverdichtung auf den Druck p2 und einer gesamten eingespritzten Brennstoffmenge, welche von dieser Vorverdichtung abhängt. Dieses Diagramm hat natürlich eine größere Fläche als das Diagramm ai bl-ci drei des ohne Vorverdichtung arbeitenden Motors. Bei einer Erhöhung des Vorverdichtungsdrucks auf den Wert A erhält man am Ende der Verdichtung einen durch den Punkt b'2 angegebenen Druck, welcher größer als der durch den Punkt b2 für den Fall der Vorverdichtung auf einen niedrigeren Druck p2 angegebene ist. Um in diesem letzteren Fall das Diagramm a2-b2-c2-d'2-d, ''zu erhalten, d. h. ein Diagramm, bei welchem der höchste Druck c2 unverändert bleibt, werden die mit konstantem Volumen eingeführte Brennstoffmenge und somit die zugeführten Kalorien (Linie b'2-c@) verringert, während die bei konstantem Druck, d. h. in dem Zeitraum c2 d'2 zugeführte Brennstoffmenge und somit die zugeführte Wärmemenge vergrößert werden. Dies ergibt eine Verringerung der Entspannung d2-e'2, d. h. einen höheren Druck und eine höhere Temperatur der Auspuffgase des Motors, wodurch die von der Abgasturbine 3 geleistete Arbeit gesteigert wird. Die Erhöhung des Drucks und der Temperatur der Auspuffgase des Motors bei einer Zunahme des Vorverdichtungsgrades werden also von der Turbine ausgenutzt. Die Turbine liefert daher dem Verdichter einen Arbeitsüberschuß, welcher ihn beschleunigt und eine Steigerung des Vorverdichtungsdrucks gestattet. Dieser Arbeitsüberschuß hat einen solchen Betrag, daß die Förderleistung des Verdichters größer als die von dem Motor aufnehmbare wird, dessen Drehzahl in dem Augenblick, in welchem er eine Steigerung der Vorverdichtung zur Lieferung eines größeren Moments benötigte, gleichzeitig abgenommen hat. Der von dem Verdichter gelieferte Luftüberschuß wird durch die Umgehungsleitung 8 unmittellbar dem Einlaß der Turbine 3 zugeführt, was gestattet, durch Mischung der umgeleiteten Luft mit den Auspuffgasen des Motors die Temperatur am Eimaß der Turbine herabzusetzen, welche ohne diese Maßnahme durch ein Arbeiten bei zu hoher Temperatur schwer beschädigt oder sogar zerstört werden könnte. Man erhält somit den großen Vorteil, daß trotz einer Herabsetzung der Drehzahl des Motors infolge einer Zunahme des von ihm zu liefernden Moments seine Motorleistung wenigstens konstant bleibt, ohne daß hierdurch eine wesentliche Zunahme der mechanischen Beanspruchungen der Teile des Motors entsteht.
  • Eine derartige Arbeitsweise ist besonders zweckmäßig für Fahrzeugmotoren, bei welchen bei einer Zunahme des Moments, z. B. bei einer Fahrt auf ansteigender Bahn, eine beträchtliche Drehzahlabnahme auftritt. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung derartiger Motoren kann die Zahl der Gänge des zwischen dem Motor und den Rädern des Fahrzeugs angeordneten Wechselgetriebes beträchtlich verringert werden.
  • Die Regeleinrichtungen zur Veränderung der in den oder die Motorzylinder je Arbeitsspiel eingespritzten Brennstoffmenge in Abhängigkeit von der Belastung des Motors bei gleichzeitiger Ermöglichung einer Änderung des Verhältnisses zwischen der während der Verbrennung mit konstantem Volumen und der Verbrennung mit konstantem Druck eingespritzten Brennstoffmenge könnten einfach so ausgebildet werden, daß mit der Brennstoffmenge die Voreilung der Einspritzung verändert wird.
  • F i g. 1 zeigt jedoch eine zweckmäßigere Vorrichtung zur Regelung des Brennstoffs, mit welcher die Einspritzung in zwei Schritten erfolgt, wobei das Verhältnis der Mengen dieser beiden Schritte entsprechend den obigen Ausführungen veränderlich ist.
  • Bei dieser Ausbildung gemäß F i g. 1 sind zwei Einspritzpumpen 111, 112 vorhanden, welche einen gewissen Winkel miteinander bilden und von einem Nocken 10 angetrieben werden, welcher mit einer zu der Drehzahl des Motors proportionalen Drehzahl angetrieben wird und zwei Erhebungen 12, 13 besitzt. Ferner ist die mit einem Betätigungsorgan, z. B. einem Beschleunigungspedal 14 verbundene Stange 15 zur mengenmäßigen Regelung an einen Hebel mit zwei Armen 161 und 162 angelenkt, an welche Stangen 17 und 18 angelenkt sind, welche die Verteilung des durch die Kolben 191 und 192 der Pumpen 111 und 112 zu den Einspritzdüsen 28 geförderten Brennstoffs regeln. Die Stange 17 ist für die mengenmäßige Regelung der ersten von der Pumpe 111 vorgenommenen Einspritzung (Verbrennung mit konstantem Volumen), während die Stange 18 für die mengenmäßige Regelung der zweiten von der Pumpe 112 vorgenommenen Einspritzung (Verbrennung mit konstantem Druck) vorgesehen ist. Das Ende des Schenkels 162 wird zunächst durch eine Feder 20 mit einer bestimmten Vorspannung festgehalten, so daß die erste Betätigung der Stange 15 zur mengenmäßigen Steuerung in dem Sinn des Pfeils -f- zur Vergrößerung der Brennstoffmenge nur den Antrieb der Stange 17 in dem Sinn des Pfeils -I- bewirkt, wodurch die eingespritzte Menge des von dem Pumpenkörper 111 geförderten Brennstoffs vergrößert wird, welche in dem Motor mit konstantem Volumen verbrennen soll, bis der Schenkel 161 gegen einen einstellbaren Nocken 21 stößt, welcher entsprechend seiner Stellung den mengenmäßigen Wert der ersten Einspritzung begrenzt.
  • Bei weiterer Einwirkung auf die Steuerstange 15 in dem Sinn -f- wird dann die Stange 18 entgegen der Wirkung der Feder 20 in dem Sinn des Pfeils -I-verstellt, wodurch die von dem Pumpenkörper 112 eingespritzte Brennstoffmenge vergrößert wird, welche während der zweiten Einspritzung mit konstantem Druck verbrennen soll. Je nach der Einstellung des Nockens 21 kann so die Verteilung des Brennstoffs auf die beiden Einspritzungen verändert werden.
  • Bei einer Ausführungsabwandlung, bei welcher nur eine einzige Pumpe 11 vorhanden ist, läßt man die Teile 17 und 18 zur mengenmäßigen Regelung auf zwischen dem einzigen Pumpenkörper und den Einspritzdüsen angeordnete Verteilungsglieder wirken.
  • Die Stellung des Nockens 21 und des Ventils 9 hängt von dem Vorverdichtungsgrad ab. Beide werden gleichzeitig betätigt, und zwar vorzugsweise von einem einzigen Teil aus, z. B. von einem Hebel 30, welcher einerseits über zwei durch eine Kette 31 verbundene Räder 30 a, 30 b das Ventil 9 und andererseits über eine Gabel 32 und eine Stange 33 den Nocken 21 betätigt. Der Hebel 30 kann nach Belieben von dem Fahrer des Fahrzeugs oder durch einen Drehzahlregler des Motors betätigt werden.
  • Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung kann noch zweckmäßig auf verschiedene Weise vervollständigt werden. So kann an der Leitung 6 zwischen dem Ventil 9 und der Einlaßleitung 7 ein Auslaßventil 34 vorgesehen werden, um einen etwaigen Druckluftüberschuß ins Freie abzulassen, welchen der Motor bei einem plötzlichen Schließen des Ventils 9 nicht aufnehmen kann, wobei das Ventil 34 für den höchsten Vorverdichtungsdruck eingestellt ist.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird die Richtung, unter welcher die Druckluft in den Rotor des Gebläses eintritt, gleichzeitig mit der Änderung des Querschnitts der Umgehungsleitung 8 und der eingespritzten Brennstoffmenge zur Veränderung des Vorverdichtungsgrades des Motors verändert. Durch diese Änderung der Richtung, unter welcher Druckluft in den Rotor des Gebläses eintritt, welches übrigens zweckmäßig die Form eines Fliehkraftgebläses hat, werden die Drehzahländerungen des Turbogebläses für die verschiedenen Vorverdichtungsgrade verringert.
  • Eine besonders zweckmäßige Vorrichtung für diese Veränderung der Eintrittsrichtung der Luft in den Rotor des Gebläses entsprechend dem zu erhaltenden Vorverdichtungsgrad ist in F i g. 3 dargestellt, in welcher der Rotor des Fliehkraftgebläses mit 2 a bezeichnet und mit Flügeln 2 b versehen ist. Die angesaugte Luft tritt in das Gebläse durch eine Öffnung 35 ein, muß aber vor ihrem Eintritt in den Rotor 2 a zwischen Wänden 40 hindurchströmen, deren Schräglage veränderlich ist.
  • Diese veränderliche Schräglage wird zweckmäßig durch eine Torsionsverformung dieser Wände hergestellt, welche hierfür durch elastische Lamellen gebildet werden. Diese Lamellen sind an ihren Vorderenden mit dem festen Stator 42 über Rippen 41 verbunden, welche in entsprechende, in dem Stator ausgebildete Längsnuten eintreten, wobei die Ausbildung so getroffen ist, daß die Vorderkanten der verformbaren Wände 40 radial liegen. Ferner sind die Wände 40 an ihren Hinterenden bei 43 mit einer Buchse 44 verbunden, welche um die Achse des Gebläses verdrehbar ist, wodurch die Verfor-. mung der Wände 40 und die Veränderung des Winkels erzeugt werden, unter welchem die angesaugte Luft in den Rotor 2 a-2 b des Gebläses eintritt.
  • Zur Verdrehung der Buchse 44 um die Achse des Gebläses kann z. B. ihr Vorderende mittels eines Kugelkopfes 47 mit einem Gestänge 46 verbunden werden, welches durch ein um die Achse des Gebläses drehbares Zahnrad 45 betätigt wird. Die Drehung des Rades 45 kann durch eine nicht dargestellte Kette erfolgen, welche mit der Kette 31 (F i g. 1) zusammenfallen oder mit dieser drehfest verbunden sein kann. Je nach der Schräglage des Hinterendes der Wände 40 werden die Flügel 2 b des Rotors des Gebläses von dem Luftstrom unter veränderlichen Winkeln beaufschlagt, was für die gleiche Änderung der Verdichtung eine geringere Änderung der Drehzahl des Rotors des Gebläses zur Folge hat. Wenn z. B. bei einem Gebläse ohne Änderung des Beaufschlagungswinkels der angesaugten Luft, welches zur Verdichtung der Luft in einem Druckverhältnis 2:1 ausgebildet ist, ein Verdichtungsverhältnis 3:1 eine Drehzahlzunahme von ungefähr 25 % erfordert, kann dieses gleiche Verhältnis 3:1 bei einer Veränderung der Richtung der Luft am Eintritt in den Rotor mit einer Drehzahlzunahme von nur 10% erhalten werden.
  • In zahlreichen Fällen wird zweckmäßig in der Umgehungsleitung 8 eine Brennkammer 22 vorgesehen, in welche im Bedarfsfall Brennstoff eingespritzt und in dieser gezündet wird, welcher in der umgeleiteten Luft vor der Ankunft derselben in der Speiseleitung 4 der Turbine 3 verbrennt. Diese Brennstoffeinspritzung kann während des normalen Betriebes des Motors dazu dienen, im Bedarfsfall die Temperatur der Gase am Einlaß der Turbine 3 zu erhöhen. Diese Einspritzung ist jedoch besonders zweckmäßig zum Anlassen des Motors, insbesondere bei niedrigen Temperaturen, d. h. wenn die Selbstzündung in den Motorzylindern infolge des niedrigen Verdichtungsverhältnisses nicht mehr gewährleistet ist. In diesem Falll wird das Turbogebläse zunächst durch Verbrennung von Brennstoff in der Brennkammer 22 angelassen, und der Motor wird erst angelassen, wenn der Druck und die Temperatur der Vorverdichtungsluft gnügend hoch sind.
  • Die oben beschriebene Ausbildung kann noch durch eine Maßnahme verbessert werden, durch welche das Drehmoment an der Welle des Motors bei einem Betriebszustand mit hoher Vorverdichtung beträchtlich gesteigert wird, welcher benutzt wird, wenn die Belastung zunimmt und die Drehzahl des Motors abnimmt, indem eine mechanische zeitweilige Verbindung zwischen der Welle 23 des Turbogebläses und der Welle 24 des Motors hergestellt wird, um hierdurch den Überschuß der von der Turbine erzeugten Leistung über die von dem Verdichter aufgenommene Leistung auszunutzen, wobei dieser Leistungsüberschuß um so größer ist, je größer die Temperatur am Einlaß und der Wirkungsgrad der Turbine sind.
  • Hierfür sind zwischen den Wellen 23 und 24 ein Freilauf 25 und ein Untersetzungsgetriebe 26 angeordnet, wobei das Untersetzungsverhältnis für ein bestimmtes Verhältnis zwischen der Drehzahl des mit Überlastung arbeitenden Motors und der Drehzahl des Turbogebläses ausgebildet ist, welches dem für diese Überlastung geeigneten Vorverdichtungsgrad entspricht.
  • Als Beispiel sei angenommen, daß die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und die Drehzahl seines Motors bei einer Bergfahrt um 25% gegenüber der Geschwindigkeit bei einer Fahrt auf ebener Bahn und einer Vorverdichtung von 2 kg/cm2 abs. abnimmt (Diagramm -a2--b.,-c.-d2-e2). Die Betätigung des Beschleunigungspedals 14 durch den Fahrer hat dann eine Vergrößerung der Einspritzung und eine Veränderung der Verteilung entsprechend der Stellung des Nockens 21 (Verbrennung von weniger Brennstoff mit konstantem Volumen und von mehr Brennstoff mit konstantem Druck) zur Folge. Infolge der Temperaturzunahme der Auspuffgase nimmt die Drehzahl der Turbine zu, so daß der Vorverdichtungsdruck zunimmt (p'2 in dem Diagramm a'2 b'2 c2 -d'2-e'2, welches einer beträchtlichen Zunahme des Motormoments gegenüber dem Zyklus a,-b2-c2-£#--e2 entspricht). Eine Begrenzung der Drehzahl des Turbogebläses wird durch die Kühlung der Auspuffgase des Motors durch öffnung des Ventils 9 in geeignetem Maß erhalten. Die kombinierte Regelung der Öffnung des Ventils 9 und des Brennstoffeinspritzgrades gestattet so die Regelung der Drehzahl des Turbogebläses, d. h. des Vorverdichtungsdrucks. Wenn die Belastung z. B. infolge der Zunahme der Steigung der Fahrbahn weiter zunimmt, so daß die Drehzahl des Motors weiter sinkt, z. B. um 35% (da weder die Einspritzung noch der Vorverdichtungsdruck weiter vergrößert werden können), wird der Freilauf selbsttätig eingeklinkt, wodurch zwischen dem Turbogebläse und dem Motor eine mechanische Verbindung hergestellt wird, welche das Turbogebläse bremsen und somit den Vorverdichtungsgrad erniedrigen würde, was durch eine allmähliche Schließung des Ventils 9 der Umgehungsleitung verhindert wird, wodurch die Temperatur am Einlaß der Turbine und somit die von dieser bei gleicher Drehzahl gelieferte Leistung erhöht wird. Infolge der Übertragung des Leistungsüberschusses über den Freilauf 25 und das Getriebe 26 erfolgt eine neue Zunahme des Moments.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Dieselbrennkraftmaschine mit veränderlicher Drehzahl und mit druckveränderlicher Aufladung durch einen Abgasturbolader zum Antrieb von Fahrzeugen, bei der ein eine Verbindungsleitung von der Ladeluftleitung zur Auspuffleitung vor der Abgasturbine beherrschendes Ventilglied und ein die Brennstoffmenge pro Hub der Maschine bestimmendes Regelgestänge vorgesehen sind, wobei das Regelgestänge in Wirkverbindung mit einer Einstellvorrichtung für das Ventilglied steht, dadurch gekennzeichnet, daß ein in das Regelgestänge eingeschaltetes, in an sich bekannter Weise auf die Einstellung des Verhältnisses zweier pro Hub der Maschine einzuspritzender Brennstoffmengen einwirkendes Steuerorgan (21) in Abhängigkeit vom eingestellten Aufladedruck arbeitet, und daß das ebenfalls in an sich bekannter Weise veränderliche Verhältnis der vor und nach dem oberen Totpunkt in die Zylinder einzuspritzenden Brennstoffmengen derart regelbar ist, daß es bei steigendem Aufladedruck verringert und bei fallendem Aufladedruck vergrößert wird.
  2. 2. Dieselbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 mit zwei Brennstoffeinspritzpumpen, deren Mengenregler über ein Reglergestänge an ein gemeinsames Betätigungsglied angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in das Betätigungsglied das Steuerorgan (21) eingeschaltet ist und daß eine der Einspritzpumpen mit ihrer Einspritzperiode vor dem oberen Totpunkt (0T) des Kolbens des zugehörigen Dieselzylinders und die andere Einspritzpumpe mit ihrer Einspritzperiode nach dem oberen Totpunkt (0T) liegt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 693 277, 889 091, 902 334; schweizerische Patentschriften Nr. 231639, 246 527; britische Patentschrift Nr. 772 392; USA: Patentschrift Nr. 2 620 621; W. Endres, Verbrennungsmotoren, Berlin, 1958, S.138.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2709667C2 (de) * 1977-03-05 1985-09-19 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Sicherheits- und Überwachungsvorrichtung für eine Einspritzbrennkraftmaschine mit Aufladung durch einen Abgasturbolader
US4742683A (en) * 1986-08-18 1988-05-10 Teledyne Industries, Inc. Turbocompound engine
US4815282A (en) * 1987-02-24 1989-03-28 Teledyne Industries, Inc. Turbocharged compund cycle ducted fan engine system

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE693277C (de) * 1935-08-21 1940-07-05 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Verfahren zur Regelung des Aufladeluftdruckes bei Brennkraftmaschinen mit Abgaskreiselgeblaese
CH231639A (de) * 1942-02-21 1944-03-31 Sulzer Ag Aufgeladene Flugzeugbrennkraftmaschine.
CH246527A (de) * 1943-02-22 1947-01-15 Rasmussen Kristian Verfahren zum Betrieb von Einspritzbrennkraftmaschinen und Einrichtung zum Ausüben des Verfahrens.
US2620621A (en) * 1946-04-06 1952-12-09 Nettel Frederick Diesel engine having controllable auxiliary burner means to supplement exhaust gas fed to turbocharger
DE889091C (de) * 1940-03-08 1953-09-07 Versuchsanstalt Fuer Luftfahrt Stetig verstellbares Leitschaufelsystem
DE902334C (de) * 1942-12-29 1954-01-21 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Einspritzbrennkraftmaschine, welche im hoeheren Belastungsbereich mit Aufladung betrieben wird und zwei Einspritzvorrichtungen (Brennstoffeinspritzpumpe und Einspritzventil) aufweist
GB772392A (en) * 1954-07-24 1957-04-10 Burmeister & Wains Mot Mask Improvements in and relating to a method of operating turbo-charged two-stroke cycleinternal combustion engines, and arrangement in such engines for carrying out the method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE693277C (de) * 1935-08-21 1940-07-05 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Verfahren zur Regelung des Aufladeluftdruckes bei Brennkraftmaschinen mit Abgaskreiselgeblaese
DE889091C (de) * 1940-03-08 1953-09-07 Versuchsanstalt Fuer Luftfahrt Stetig verstellbares Leitschaufelsystem
CH231639A (de) * 1942-02-21 1944-03-31 Sulzer Ag Aufgeladene Flugzeugbrennkraftmaschine.
DE902334C (de) * 1942-12-29 1954-01-21 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Einspritzbrennkraftmaschine, welche im hoeheren Belastungsbereich mit Aufladung betrieben wird und zwei Einspritzvorrichtungen (Brennstoffeinspritzpumpe und Einspritzventil) aufweist
CH246527A (de) * 1943-02-22 1947-01-15 Rasmussen Kristian Verfahren zum Betrieb von Einspritzbrennkraftmaschinen und Einrichtung zum Ausüben des Verfahrens.
US2620621A (en) * 1946-04-06 1952-12-09 Nettel Frederick Diesel engine having controllable auxiliary burner means to supplement exhaust gas fed to turbocharger
GB772392A (en) * 1954-07-24 1957-04-10 Burmeister & Wains Mot Mask Improvements in and relating to a method of operating turbo-charged two-stroke cycleinternal combustion engines, and arrangement in such engines for carrying out the method

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