DE2518716C2

DE2518716C2 - Abgasturbogeladene Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2518716C2
Application number: DE2518716A
Authority: DE
Inventors: Robert L. Cholvin; Hans Santa Monica Calif. Egli; Charles E. Torrance Calif. Mcinerney
Original assignee: Garrett Corp
Current assignee: Garrett Corp
Priority date: 1974-04-30
Filing date: 1975-04-26
Publication date: 1982-11-11
Also published as: GB1509744A; JPS50148711A; DE2518716A1; SE7504982L; JPS5822974Y2; JPS5452516U; SE429781B; US3921403A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine abgasturbogeladene Brennkraftmaschine mit einem hydraulischen Hilfsantrieb für einen Lader zur erhöhten Ladeluftzufuhr, wenn die Abgasenergie nicht ausreicht, wobei der Hilfsantrieb aus einer Pumpe, einem Hydromotor und einer vom Ladeluftdruck in der Saugleitung der Maschine beaufschlagten, die Fördermenge verändern den Verstelleinrichtung besteht.

Viele derzeit bekannte Brennkraftmaschinen bzw. Motoren mit einem von den Abgasen betriebenen Turbolader haben vor allem den Nachteil, daß sie bei einer plötzlichen Beschleunigung der Brennkraftma-Ichine die Umwelt mit Rauchschwaden bzw. mit erheblichen Anteilen an unverbranntem oder nur unvollkommen verbranntem Treibstoff belasten. Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, daß sich der von den Abgasen angetriebene Lader bzw. dessen Turbine und damit auch dessen Verdichter am Beginn jeder Beschleunigungsperiode im wesentlichen in der Ruhelage befindet. Wenn die Drosselklappe des Motors plötzlich geöffnet wird, wird dem Motor sofort Treibstoff zugeführt, wobei jedoch für eine kurze &5 Zeitperiode der Verdichter des Laders dann nicht in der Lage ist, dem Motor für die zugeführte Treibstoffmenge genügend Luft bzw. Ladeluft zu liefern. Obwohl somit bei abgasturbogeladenen Brennkraftmaschinen Rauchschwaden während einer plötzlichen Beschleunigung nicht vermieden werden können, ist der Anteil an unverbranntem oder nur unvollkommen verbranntem Treibstoff im Abgas bei diesen Brennkraftmaschinen wesentlich geringer als bei normalen Ansaugmotoren, wenn diese Brennkraftmaschinen mit konstanter Geschwindigkeit betrieben werden, so daß abgasturbogeladene Brennkraftmaschinen generell einen Vorteil gegenüber herkömmlichen Brennkraftmaschinen oder Motoren bedingen, bei denen die zur Verbrennung notwendige Luft nur angesaugt wird.

Es wurde bereits vorgeschlagen (US-PS 29 68 914), die oben geschilderten, den abgasturbogeladenen Brennkraftmaschinen bei extremen Betriebsbedingungen, beispielsweise bei einer plötzlichen Beschleunigung anhaftenden Nachteile dadurch zu vermeiden, daß der die Ladeluft für eine Brennkraftmaschine liefernde Verdichter nicht nur von der mit den Abgasen beaufschlagten Turbine, sondern gleichzeitig auch von einem hydraulischen Hilfsantrieb angetrieben wird, der von einer Pumpe, einem !!ydrornotor und einer von dem Druck der Ladeluft bzw. von dem Ladeluftdruck in der Saugleitung der Maschine beaufschlagten Verstelleinrichtung besteht, die die an den Hydromotor gelieferte Menge an hydraulischer Flüssigkeit und damit die Leistung dieses Hydromotors verän Jert.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Brennkraftmaschine vor allem, daß sowohl die von den Abgasen der Brennkraftmaschine angetriebene Turbine als auch der Hilfsantrieb bzw. dessen Hydromotor ein und denselben Verdichter antreiben, was grundsätzlich bedeutet, daß der Hydromotor auch dann ständig mitläuft, wenn der Hilfsantrieb an sich zur Erhöhung der Ladeluftzufuhr an die Maschine nicht erforderlich ist. Da der Hydromotor bei der bekannten Brennkraftmaschine somit ständig mit dem einzigen Verdichter antriebsmäßig gekuppelt ist. und nicht nur dann, wenn ein erhöhter Ladeluftbedarf besteht, ist dieser Hydromotor bei der bekannten Brennkraftmaschine einem trhöhtta Verschleiß ausgesetzt.

Weist die mit den Abgasen beaufschlagte Turbine der bekannten Brennkraftmaschine z. B. beim Anlaufen dieser Maschine oder aber bei einer plötzlichen Beschleunigung eine Drehzahl bzw. Leistung auf, die nicht ausreichen, um die zur vollständigen Verbrennung des Treibstoffes erforderliche Ladeluft zu liefern, und übernimmt aus diesem Grunde bei der bekannten Brennkraftmaschine der Hilfsantrieb den Antrieb des Verdichters, so kann dies dazu fuhren, daß der Hilfsantrieb bzw. dessen Hydromotor nicht nur den Verdichter, sondern zusätzlich auch die mit den Abgasen beaufschlagte Turbine mit antreibt. Dies bedeutet eine erhöhte Leistung für den Hilfsantrieb bzw. dessen Hydromotor.

Soll bei der bekannten Brennkraftmaschine die Leistung des Hilfsantriebs bzw. des Hydromotors automatisch gesteuert werden, so ist es dort erforderlich, diese Steuerung in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Einlaßleitung der Maschine zum Zuführen der Luft und dem Druck in der Auslaßleitung des Motors zum Abführen der Abgase vorzunehmen. Diese Steuerung ist aufwendig und führt nach einer der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Erkenntnis nicht zu optimalen Ergebnissen.

Bekannt ist es weiterhin (DE-AS 10 03 504) den erhöhten Bedarf an Ladeluft bei einer abgasturbogela-

denen Brennkraftmaschine dadurch zu decken, daß dem Verdichter des Laders ein von einem Elektromotor angetriebenes Gebläse vorgeschaltet ist. Der Elektromotor dieses Gebläses wird von einem Dynamo gespeist, dessen Welle antriebsmaßig mit der Welle der Brennkraftmaschine verbunden ist. Zwischen dem Dynamo und dem Elektromotor des Gebläses ist ein elektrischer Schalter vorgesehen, der in Abhängigkeit von der Füllung und/oder Drehzahl der Brennkraftmaschine ein- und ausgeschaltet wird. Ein hydraulischer Hilfsantrieb ist somit bei dieser bekannten Brennkraftmaschine nicht vorgesehen. Auch findet dort keine den tatsächlichen Bedürfnissen an zusätzlicher Ladeluft entsprechende kontinuierliche Steuerung bzw. Regelung statt, da der in der Verbindungsleitung zwischen dem Dynamo und dem Elektromotor liegende Schalter für diesen Elektromotor nur zwei Betriebszustände vorsieht, d. h. der Elektromotor und damit das zusätzliche Gebläse sind entweder eingeschaltet oder ausgeschaltet.

Bekannt ist weiterhin eine abgasturbogeladene Brennkraftmaschine (DE-AS 10 18 672), bei der dem erhöhten Bedarf an Ladeluft dadurch Rechnung getragen werden soll, daß zwischen dem Ausgang de;. Verdichters des Laders und der Einlaßleitung der Maschine zum Zuführen der Ladeluft ein zusätzliches Gebläse bzw. ein zusätzlicher Verdichter vorgesehen ist, der über eine ein- und ausschaltbare Kupplung mechanisch sowohl beim Anfahren der Maschine als auch bei besonderen Belastungsspitzen an die Welle der Brennkraftmaschine anschaltbar ist und bei den übrigen Betriebszuständen von der Welle der Brennkraftmaschine abgeschaltet ist. Auch hier ist kein hydraulischer Hilfsantrieb vorgesehen, und insbesondere auch kein solcher mit einer vom Ladeluftdruck in der Saugleitung bzw. Einlaßleitung der Maschine beaufschlagien Verstelleinrichtung, die die Leistung des Hilfsantriebs bzw. des Hydromotors dieses Hilfsantriebs verändert. Weiterhin ist bei dieser bekannten Brennkraftmaschine auch keine kontinuierliche und sich an die tatsächlichen Bedürfnisse an Ladeluft jeweils anpassende Steuerung des zusätzlichen Verdichters möglich, da für den zusätzlichen Verdichter nur zwei Betriebszustände möglich sind. d. h. der zusätzliche Verdichter ist erhöhte Ladeluftzufuhr nicht erforderlich ist.

Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine können somit Betriebszustände nicht auftreten, in denen entweder die mit den Abgasen beaufschlagte Turbine cies Laders vom Hydromotor des Hilfsantriebs oder aber umgekehrt der Hydromotor von der mit den Abgasen beaufschlagten Turbine mit angetrieben werden.

Durch die nur vom Ladeluftdruck in der Saugleitung der Maschine beaufschlagte und die Leistung des Hilfsantriebs bzw. des Hydromotors verändernde Verstelleinrichtung wird bei der erfindungEgemäßen Brennkraftmaschine mit einfachen Mitteln eine sehr feinfühlige Steuerung des Hilfsantriebs in Abhängigkeit von dem tatsächlich vorhandenen Bedarf an Ladeluft erreicht.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 2 in schematischer Darstellung ^owie teilweise im Schnitt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. In der F i g. 1 ist eine Brennkraftmaschine 10 zusammen mit einem Hilfssystem dargestellt, welches im Bedarfsfall die Ladeluftzufuhr an den Eingang bzw. die Saugleuung 60 der Brennkraftmaschine 10 erhöht. Der Motor bzw. die Brennkraftmaschine 10 besitzt jo einen Lader 12, welcher im wesentlichen aus einem Verdichter 14 besteht, der über eine Welle von einer Turbine 16 angetrieben wird, die ihrerseits durch die Abgase der Brennkraftmaschine 10 angetrieben ist. Die Abgase werden der Turbine 16 über eine Leitung 17 is zugeführt, die mit der Auspuffleitung bzw. mit der Ausgangsleitung 62 der Brennkraftmaschine 10 verbunden ist. Die Brennkraftmaschine 10 kann beispielsweise ein Otto-Motor oder aber ein Diesel-Motor sein.

Eine Pumpe 20 wird durch die Brennkraftmaschine 10 über die Welle 22 angetrieben und dient dazu, eine hydraulische Flüssigkeit, beispielsweise Öl. von einv;m Tank 24 über die Leitungen 25 und 28 an einen Hydromotor 26 und von diesem über eine Leitung 30 zurück an den Tank zu fördern. Der Hydromotor 26, der b

entweder an die Welle der Brennkraftmaschine 45 beispielsweise eine Axialflußturbine ist. ist über die

angeschaltet oder aber von dieser Welle abgeschaltet.

Aufgabe der Erfindung ist es. eine abgasturbogeladene Brennkraftmaschin!? der eingangs geschilderten Art aufzuzeigen, bei der zusätzliche Ladeluft während bestimmter Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine bereitgestellt wird, und zwar in möglichst genauer Anpassung an de.¹ tatsächlichen Ladeluftbedarf. ohne daß es zu unerwünschten Belastungen der Brennkraftma-chine und vor a'Iem des Laders sowie des Hilfsantriebes kommt, wenn zusätzliche Ladeluft nicht erforderlich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine abgasturbogeladene Brennkraftmaschine der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß so ausgebildet, daß der Hilfsan-Welle 34 direkt mit einem Verdichter 32 gekoppelt, welch letzterer zur Erhöhung der der Brennkraftmaschine 10 zugeführten Ladeluft dient. Die komprimierte Luft des Verdichters 14 wird der Einlaßleitung 60 der

so Brennkraftmaschine 10 über die Leitung 15 sowie über einen Nachkühler 46 zugeführt. Ein Luftfilter 36 liefert Umgebungsluft über eine Leitung 63. in der ein Rückschlagventil 65 angeordnet ist, an den Verdichter 14. Der Eingang des Verdichters 32 ist über eine Leitung 66 an die Leitung 63 angeschlossen, und zwar an einem Punk·., d«.r m Strömungsrichtung für die Luft vor dem Rückschlagventil 65 liegt. Der Ausgang des Verdichter', 32 ist über eine Leitung 67 an die Leitung 63 angeschlossen, und zwar an einem Punkt, der in

trieb einen eigenen Verdichter antreibt, der über eine 60 Strömungsrichtung für die Luft hinter dem Rückschlag-

Zweigleitung in die Saugleitung des Laders liefert, und daß die Verstelleinrichtung ausschließlich vom Ladeluftdruck beaufschlagt ist.

Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine hat grundsätzlich den Vorteil, daß durch den Hilfsantrieb f>5 ein eigener, zusätzlicher Verdichter angetrieben wird, so daß dieser Hilfsantrieb und der zusätzliche Verdichter dann völlig abgeschaltet werden können, wenn eine ventil 65 liegt.

Die über die Welle 22 angetriebene Pumpe ist eine solehe mit veränderbarer Förderleistung, beispielsweise eine variable Verdrängungspumpe, die einen Steuerhebel 76 zur Veränderung der Pumpentorderleistung aufweist.

Um den Druck innerhalb der Saugleitung 60 der Brennkraftmaschine 10 zu messen, ist an dieser

• IS

Saugleitung ein Meßgeber 68 mit einer unter Federwirkung stehenden Membran 69 vorgesehen. Der Meßgeber 68 reguliert bzw. steuert die Pumpe 20 durch Bewegen des Steuerhebels 76 in Abhängigkeit vom gemessenen Druck in der Saugleitung 60 und dement- > sprechend den Ausgangsdruck des Verdichters 32.

Der Meßgeber 68 mißt den Druck in der Saugleitung 60 direkt an der Membran 69, die in dem Meßgeber so angeordnet ist, daß zwei Kammern 70 und 71 entstehen. Über ein Rohr 72 ist die Kammer 70 mit der Saugleitung in 60 verbunden. Während die Kammer 71 über die Öffnung 73 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Die Membran 69 besitzt eine mittlere Versteifungsplatte 74, welche kraftschlüssig mit einem Ende eines Hebels 75 verbunden ist, dessen anderes Ende schwenkbar am r> Steuerhebel 76 der Pumpe 20 gehaltert ist. Diese Anordnung dient dazu, um die Förderleistung der Pumpe 20 herabzusetzen, wenn der Hebel 75 aufgrund eines Druckes im Saugrohr 60 nach links bewegt wird, der (Druck) einen Wert übersieigi, weicher erforderlich /o ist, um die Kraft der im Meßgeber 68 angeordneten und die Membran 69 in entgegengesetzter Richtung vorspannenden Feder 78 zu überwinden. Der gewünschte Druck in der Saugleitung 60, bei welchem eine Bewegung des Hebels 75 eintritt, kann durch entspre- 2i chende Auswahl der Federkraft für die Feder 78 festgelegt werden.

An den Ausgang der Pumpe 20 ist ein Ventil 64 angeschlossen. Dieses Ventil 64 hat ebenfalls einen Steuerhebel 82, welcher mit einem Ende eines Hebels 83 jo verbunden ist. Das andere Ende des Hebels 83 ist am Steuerhebel 76 angelenkt, um auf diese Weise eine Bewegung des Steuerhebels 82 in die in der F i g. 1 mit der Ziffer »82'« bezeichnete Lage bzw. ein Umschalten des Ventiles 64 in eine Stellung zu erreichen, in welcher J5 die hydraulische Flüssigkeit von der Pumpe 20 über eine an den einen Ausgang des Ventiles 64 angeschlossene Leitung 49 an einen Hydromotor 50 geleitet wird, wenn sich der Steuerhebel 76 der Pumpe 20 in der in der F i g. 1 mit der Ziffer (76') angegebenen Lage (niedrige Förderleistung für die Pumpe 20) befindet. Mit anderen Worten: Wenn die Pumpe 20 ihre maximale Förderleistung aufweist und das Ventil 64 so eingestellt ist. daß die hydraulische Flüssigkeit an den Hydromotor 26 geliefert wird, befinden sich die Steuerhebel 76 und 82 in der in der F i g. 1 mit ausgezogenen Linien dargestellten Stellung. Wenn jedoch die Pumpe 20 ihre niedrigste Förderleistung aufweist, ist das Ventil 64 so eingestellt, daß die hydraulische Flüssigkeit an den Hydromotor 50 geliefert wird, wobei die Steuerhebel 76 und 82 dann die Stellungen 76' bzw. 82' aufweisen.

Wie die Fig. ί weiterhin zeigt, ist die an den Hydromotor 26 führende Leitung 28 an den anderen Ausgang des Ventiles 64 angeschlossen. Während der Eingang des Hydromotors 50 an die Leitung 49 angeschlossen ist, steht der Ausgang dieses Hydromotors über die Leitung 54 mit der Leitung 30 in Verbindung.

Der Hydromotor 50 treibt über seine Welle 51 einen Lüfter 52 an, der Kühlluft durch den Npchkühler 46 bläst, um auf diese Weise die Dichte der der Brennkraftmaschine 10 über die Leitung 15 und den Nachkühler 46 zugeführte Luft zu erhöhen und damit die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine zu steigern.

Die Arbeitsweise der in der F i g. 1 dargestellten Brennkraftmaschine läßt sich, wie folgt, beschreiben: Beim Starten der Brennkraftmaschine 10 mißt der Meßgeber 68 den in der Saugleitung 60 herrschenden Luftdruck, der über das Rohr 72 in die Kammer 70 und damit direkt an die eine Seite der Membran 69 gelangt. Solange die komprimierte Luft in der Kartimer 70 nicht in der Lage ist, auf die Membran 69 eine Kraft auszuüben, welche groß genug ist, um die Kraft der Feder 78 auf der anderen Seite der Membran 69 zu überwinden, wird sich diese Membran nicht bewegen. In dieser Stellung der Membran 69 befindet sich der Steuerhebel 76 in seiner Stellung für die maximale Förderleistung del' Pumpe 20, wobei der Steuerhebel 82 des Ventiles 64 eine solche Stellung einnimmt, daß die gesamte, von der Pumpe 20 geförderte hydraulische Flüssigkeit über die Leitung 28 dem Hydromotor 26 zugeführt wird. Der Hydromotor 26 treibt dabei über die Welle 34 den Verdichter 32 an, der die über die Leitungen 63 und 66 angesaugte Luft verdichtet und eine maximale Menge an verdichteter, zusätzlicher Luft über die Leitung 67 an den Verdichter 14 des Laders 12 liefert. E/ieser Zusianu. in dem uci Veiuiiiiici 3e cmc hohe Ausgangsleistung aufweist, hält solange an. solange der Druck in der Saugleitung 60 unterhalb demjenigen Wert bleibt, der notwendig ist. um die Membran 69 gegen die Kraft der Feder 78 zu bewegen. Die Brennkraftmaschine 10 wird mit genügend L.adeluft versorgt, um im wesentlichen eine vollständige Verbrennung des Treibstoffes sicherzustellen und bei der Beschleunigung der Brennkraftmaschine jeden Abgasqualm iizw. jedes unvollständige Verbrennen des Treibstoffes zu vermeiden.

Wenn der Druck in der Saugleitung 60 und dementsprechend in der Kammer 70 einen Wert erreicht, bei dem die Kraft an der Membran 69 aufgrund dieses Druckes die Vorspannung der Feder 78 übersteigt, bewegt sich die Membran 69 nach links. Der Hebel 75 und der Steuerhebel 76 bewegen sich in die gleiche Richtung, wodurch die Förderleistung der Pumpe 20 reduziert wird. Die reduzierte Förderleistung der Pumpe 20 führt ihrerseits zu einer Verminderung der Leistung des Hydromotors 26, wodurch weniger Luft vom Verdichter 32 verdichtet und an den Verdichter 14 geliefert wird. Ein weiteres Anwachsen des Druckes in der Saugleitung 60 führt in zunehmendem Maße zu einer Reduzierung der vom Verdichter 32 gelieferten verdichteten Luftmenge, bis schließlich der Steuerhebel 76 in die mit »76'« bezeichnete Stellung gelangt, in welcher die Pumpe 20 ihre geringste Förderleistung aufweist. Gleichzeitig kommt der Steuerhebel 82 des Ventiles 64 in die Stellung 82', in welcher die von der Pumpe 20 geförderte hydraulische Flüssigkeit über die Leitung 49 an den Hydromotor 50 umgelenkt wird. Der Hydromotor 50 treibt dann den Lüfter 52 an, welcher Kühlluft durch den Nachkühler 46 schickt, um in der beschriebenen Weise die Dichte der der Brennkraftmaschine 10 zugeführten Ladeluft zu erhöhen.

Falls nun der Druck in der Saugleitung 60 abnimmt, dieser Druck aber immmer noch über dem Anfangsdruck liegt, der notwendig ist, um die ursprüngliche Vorspannung der Feder 78 zu überwinden, bewegt sich der Steuerhebel 76 nach rechts, um die Förderleistung der Pumpe 20 zu erhöhen. Diese Bewegung des Steuerhebels 76 erhöht die dem Hydromotor 26 zugeführte Menge an hydraulischer Flüssigkeit, wodurch die Ausgangsleistung des Verdichters 32 ansteigt

Bei der in der F i g- 2 gezeigten Ausführungsform ist die Brennkraftmaschine 84 ein Diesel-Motor, welcher eine Einlaß- bzw. Saugleitung 86 sowie eine Ausgangs-

leitung 88 aufweist. Ein Lader 90 ist vorgesehen, der aus einem mit der Saugleitung 86 verbundenen Verdichter 92 sowie aus einer Turbine 94 besteht, die mit den Auspuffgasen der Ausgangsleitung 88 beaufschlagt wird Und den Verdichter 92 antreibt. Eine Pumpe 96 mit veränderbarer Förderleistung, nämlich eine veränderbare Verdrängungs- bzw. Kolbenpumpe, wird durch die Brennkraftmaschine 84 über eine geeignete Kupplung 89 angerieben, die die Welle 100 der Pumpe 96 mit der Welle 102 der Brennkraftmaschine verbindet. Die to Pumpe 96 liefert eine hydraulische Flüssigkeit 103 von einem Tank 104 über Leitungen 106 und 108 an einen Hydromotor 110. welcher antriebsmäßig mit einem weiteren Verdichter 112 verbunden ist. Die Pumpe % besitzt einen Steuerhebel 114 zur Steuerung der π Förderleistung dieser Pumpe. Ein Überdruckventil 116 ist in der Leitung 118 vorgesehen, die die Leitungen 106 und 108 verbindet, um den Ausgangsdruck der Pumpe 96 abzuhuuen, falls ein Fehler oder ein Versagen im Hydromotor iiö bzw. im Verdichter ill auftritt. Wie bei dem voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel kann der Hydromotor 110 wiederum eine Axialflußturbine sein, während der Verdichter 112 beispielsweise nach dem Zentrifugalprinzip arbeitet, wobei die Umgebungsluft, die über ein Luftfilter 120 und die Leitung 122 zugeführt wird, in dem Verdichter 112 verdichtet und in die Leitung 124 hinter einem Rückschlagventil 126 abgegeben und dem Verdichter 92 zugeführt wird.

Eine hydraulisch betätigte Steuereinrichtung 128 mit w einem verschiebbaren Kolben 130 ist vorgesehen, welche» Kammern 129 und 131 bildet und eine Kolbenstange 132 aufweist, deren freies Ende über einen kurzen Hebel 134 mit dem Steuerhebel 114 gelenkig verbunden ist. Die Steuereinrichtung 128 ist r> durch eine in der Kammer 129 angeordnete Feder 136 vorgespannt, die den Kolben 130 in eine Richtung drückt, um den Steuerhebel 114 in seine in der Fig. 2 gezeigte Stellung für die niedrige Förderleistung der Pumpe % zu bringen. Die betreffende Stellung des -»n Steuerhebels 114 für eine hohe Förderleistung der Pumpe % ist in der Fig.2 mit »114'« bezeichnet. Eine Leitung 138. die eine Verengung 139 aufweist, verbindet den Hydromotor 110 mit der Kammer 131, welche sich innerhalb der Steuereinrichtung hinter dem Kolben 130 *· befindet Über eine Leitung 142 sowie über ein Element 144 zur Druckregulierung ist die Leitung 138 mit dem Tank 104 verbunden. Das Element 144 zur Druckregulierung dient dazu, um den hydraulischen Druck oberhalb bzw. vor der Verengung 139 konstant zu ·'· halten.

Eine auf Druckdifferenz ansprechende Steuer- bzw. Verstelleinrichtung 146 ist vorgesehen, die ein Gehäuse bestehend aus den Teilen 147,148 und 149 aufweist Der Teil 147 besitzt ein Ventil 150, welches den Fluß der « hydraulischen Flüssigkeit aus der Kammer 140 der Steuereinrichtung 128 über die Leitungen 152 und 154 zum Tank 104 steuert Das Ventil 150 besitzt einen Stößel 156, welcher verschiebbar in einer Führung 158 im Teil 147 des Gehäuses gelagert ist Der Stößel 156 ist mit einem Abschnitt 160 verminderten Querschnitts versehen, wobei dieser Abschnitt 160 mit seinem einen Ende an der Oberfläche 162 einer mittleren Versteifungsplatte 164 einer Membran 166 befestigt ist Die Membran 166 ist in dem Gehäuse zwischen den Teilen !47 und 148 angeordnet, um Kammern 170 und 172 zu bilden, wobei im Teil 148 des Gehäuses eine Zwischenwand 168 vorgesehen ist Die Kammer 170 ist über die Öffnung 174 mit der umgebenden Atmosphäre verbunden. Innerhalb der Kammer 170 ist eine Feder 176 angeordnet, um die Versteifungsplatte 164 in eine solche Richtung zu drücken bzw. in einer solchen Richtung vorzuspannen, daß das Ventil 150 in seiner geschlossenen Stellung verbleibt Und auf diese Weise ein hydraulischer Fluß aus der Leitung 152 an die Leitung 154 verhindert wird. Innerhalb der Feder 176 ist ein Balg 178 angeordnet, der den Abschnitt 160 umgibt und der an seinen Enden mit dem Teil 147 des Gehäuses bzw. mit der Versteifungsplatte 164 Verbunden ist. An der anderen Oberflachenseite 182 der Versteifungsplatte 164 ist ein Ansatz 180 angeformt, der in einer Führung 184 in der Zwischenwand 168 verschiebbar gehaltert ist. Eine weitere Membran 168 befindet sich im Gehäuse zwischen den Teilen 148 und 149 und bildet die beiden Kammern 188 und 190, wobei die Membran 186 eine mittlere Versteifungsplatte 192 aufweist, die mit dem Ansatz 180 zusammenwirken kann. Ein Durchlaß 194 in den Teilen 148 und 149 des Oehauses verbindet die Kammern 172 und 190. Die Leitung 124 ist über eine Leitung 1% mit der Kammer 190 verbunden, während eine Leitung 198 eine Verbindung der Leitung 124 mit der Kammer 188 herstellt.

Während die Brennkraftmaschine 84 gestartet wird, drückt die Feder 136 den Kolben 130 in eine solche Stellung, in der der Steuerhebel 114 der Pumpe 96 in seiner Stellung für die niedrige Förderleistung der Pumpe gehalten ist, wodurch eine zusätzliche Belastung eines nicht dargestellten Anlassers durch die über die Kupplung 98 an die Brennkraftmaschine angekoppelte Pumpe 96 auf ein Minimum reduziert wird.

Nachdem die Brennkraftmaschine 84 gestartet wird, wird durch die Pumpe 96 genügend hydraulische Flüssigkeit aus dem Tank 104 über die Leitungen 106 und 108 an den Hydromotor 110 geliefert, um den Verdichter 112 anzutreiben. Die hydraulische Flüssig keit 103 gelangt über die Leitungen 138 und 142 sowie über das Element 144 zur Druckregulierung an den Tank 104 zurück. Gleichzeitig tritt die hydraulische Flüssigkeit auch in die Kammer 131 der Steuereinrichtung 128 ein. und zwar über die Leitung 138 und die Verengung 139, um auf diese Weise genügend Druck in der Kammer 131 zu erzeugen und den Kolben 130 zu verschieben und damit den Steuerhebel 114 aus seiner, der niedrigen Förderleistung der Pumpe entsprechenden Stellung in die der hohen Förderleistung der Pumpe entsprechende Stellung 114' zu schwenken. Hierdurch werden eine hohe Ausgangsleistung für die Pumpe % sowie ein hoher Druck für die vom Verdichter 112 gelieferte zusätzliche Ladeluft erreicht. Ein Ansteigen des Druckes in der vom Verdichter 92 abgegebenen Ladeluft wird von der Verstelleinrichtung 146 in der Kammer 172 gemessen bzw. festgestellt, wobei der ansteigende Druck die Membran 166 in Richtung auf die Öffnung des Ventils 150 verschiebt, wenn die auf diese Membran ausgeübte Kraft einen Wert erreicht, auf weichen die Verstelleinrichtung 146 eingestellt wurde und welcher genügend groß ist, um die Vorspannung der Feder 176 zu überschreiten. Ein Öffnen des Ventils 150 bewirkt daß die hydraulische Flüssigkeit in der Kammer 130 der Steuereinrichtung 128 an die Leitung 54 und von dort an den Tank 104 abfließt, wodurch der Druck in der Kammer 131 abnimmt Der Steuerhebel 114 zur Regelung der Förderleistung der Pumpe 96 bewegt sich dann wieder auf die in der F i g. 2 gezeigte Stellung für die niedrige Förderleistung zu, wodurch die Förderleistung der Pumpe 96 reduziert wird und dementspre-

chend auch die vom Verdichter 112 sowie vom Verdichter 92 gelieferte Menge an Ladeluft herabgesetzt wird.

Die zweite Membran 186, die in der Verstelleinrichtung 146 die Druckdifferenz zwischen Eingang und Ausgang des Verdichters 92 mißt, bewirkt, daß der vom Verdichter 92 erzeugte Druck reduziert wird, falls die Geschwindigkeit der Brennkraftmaschine im unbelasteten Zustand dieser Maschine ansteigt. Die Membran 196 spricht auf die Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Kammer 190, welcher dem vom Verdichter 92 gelieferten Druck an der Saugleitung 86 entspricht, und dem Druck in der Kammer 188 an, der dem Druck der vom Verdichter 112 gelieferten Ladelüft entspricht. Im unbelasteten Zustand der Brennkraftmaschine 84 ist der

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vom Verdichter 92 gelieferte Luftdruck bei niedriger Geschwindigkeit dieser Maschine niedrig und steigt mit steigender Geschwindigkeit an. Die Membran 186 mißt diesen Differentialdruckanstieg und bewegt sich in Zusammenarbeit mit der Membran 166, um das Ventil 150 zu öffnen und um hydraulische Flüssigkeit aus der Kammer 131 über die Leitung 152 an die Leitung 154 und an den Tank 104 abzugeben. Der Steuerhebel 114 der Pumpe 96 bewegt sich in Richtung auf die Stellung für die niedrige Förderleistung dieser Pumpe, wodurch eine Reduzierung der Leistung des Hydromotors 110 und damit eine Reduzierung der vom Verdichter 112 und dementsprechend auch der vom Verdichter 192 gelieferten Ladeluft erreicht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abgasturbogeladene Brennkraftmaschine mit einem hydraulischen Hilfsantrieb für einen Lader zur erhöhten Ladeluftzufuhr, wenn die Abgasenergie nicht ausreicht, wobei der Hilfsantrieb aus einer Pumpe, einem Hydromotor und einer vom Ladeluftdruck in der Saugleitung der Maschine beaufschlagten, die Fördermenge verändernden Verstelleinrichtung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsantrieb einen eigenen Verdichter (32, 112) antreibt, der über eine Zweigleitung (67) in die Saugleitung (63, 124) des Laders (12, 14; 90, 92) liefert, und daß die Verstelleinrichtung (68; 146,128) ausschließlich vom Ladeluftdruck beaufschlagt ist is

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (68) eine vom Ladeluftdruck beaufschlagte Membran (69) aufweist, welche ein die Pumpenförderleistung veränderndes Verstellglied (76) gegen die Kraft einer Feder |75) betätigt.

J. Brennkraftmaschine nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (146) ein Ventil (150) betätigt, durch das der Steuerdruck in einer Steuereinrichtung (128) zur Veränderung der Pumpenförderleistung einstellbar ist.

4. Brennkraftmaschine nad. Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (146) eine erste vom Ladedruck beaufschlagte Membran (166) und eine zweite vom Differenzdruck zwischen Eingang und Ausgang des Laders (92) beaufschlagte Membran (IJ6) aufweist, und daß beide Membranen (166, 186) gegen die Kraft 'iner Feder (176) das Ventil (150) betätigen.

5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüehe 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen von der Verstelleinrichtung (68) mitgesteuerten Hydromotor (50) zum Antrieb eines Kühlgebläses (22) zur Ladeluftkühlung.

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