DE3011203A1

DE3011203A1 - Aufgeladene brennkraftmaschine fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3011203A1
Application number: DE19803011203
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. 7144 Freiberg Mezger
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1980-03-22
Filing date: 1980-03-22
Publication date: 1981-10-01
Also published as: GB2072747B; IT8120289A0; IT1139023B; DE3011203C2; SE454617B; GB2072747A; FR2478737B1; FR2478737A1; SE8101787L; US4394812A

Description

Aufgeladene Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge.

Die Erfindung bezieht sich auf eine aufgeladene Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge mit einem aus einer Abgasturbine und einem von dieser angetriebenen Ladegebläse gebildeten Abgas-Turbolader und ein auf den Ladedruck des Ladegebläses ansprechendes, in der Abgassammelleitung der Brennkraftmaschine angeordnetes Ladedruckregelventil, das eine die Abgasturbine umgehende Abgasnebenleitung regelt, sowie einem stromab des Ladegebläses den Durchlaßquerschnitt der Ladeluftleitung beherrschenden willkürlich betätigbaren Leistungsregelorgan und mit einem dem Ladegebläse zugeordneten, die Saugleitung des Ladegebläses mit der Ladeluftleitung verbindenden, stromauf des Leistungsregelorganes in die Ladeluftleitung mündenden Umgehungsleitung, in der ein in Abhängigkeit von der Stellung des Leistungsregelorganes derart beaufschlagtes Abblaseventil angeordnet ist, daß es bei jeder einen Durchfluß freigebenden Stellung des Leistungsregelorganes geschlossen ist.

Eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit einem auf den Ladedruck des Ladegebläses ansprechenden und in der Abgassammelleitung der Brennkraftmaschine angeordnetem Ladedruckregelventil, das eine die Abgasturbine umgehende Abgasnebenleitung regelt, ist durch die DE-OS 14 26 076 bekannt. Beim Erreichen eines vorbestimmten Ladedruckes öffnet das Ladedruckregelventil die Abgasnebenleitung und ein Teil der Abgase wird über die Abgasnebenleitung unter Umgehung der Abgasturbine in die Atmosphäre abgeblasen. Eine gesonderte Sicherheitseinrichtung zur Vermeidung eines zu hohen Ladedruckes bei einem defekten Ladedruckregelventil ist bei dieser aufgeladenen Brennkraftmaschine nicht vorgesehen.

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Zur Begrenzung der Drehzahl einer Brennkraftmaschine ist es unabhängig davon, ob diese Brennkraftmaschine aufgeladen ist oder nicht, bekannt, die Zündung abzuschalten (DE-OS 24 06 814). Findet bei einer derartigen Brennkraftmaschine zur Verbesserung der Abgasemission ein Katalysator Verwendung, würde dieser bei einer Begrenzung der Drehzahl durch Abschalten der Zündung durch den unverbrannten Kraftstoff zwangsläufig zerstört.

Darüber hinaus ist es zur Begrenzung der Drehzahl einer Brennkraftmaschine unabhängig davon, ob diese Brennkraftmaschine aufgeladen ist oder nicht, bekannt, durch Abschalten der Kraftstoffförderpumpe die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine zu unterbrechen. Dabei hat sich jedoch als nachteilig erwiesen, daß bei einer Begrenzung der Drehzahl durch das Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr das Fahrzeug schlagartig abgebremst wird, was von den Fahrzeuginsassen nicht nur als sehr unangenehm empfunden wird, sondern unter Umständen auch gefährlich sein kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit Abgas-Turbo-Lader zu schaffen, deren Betriebssicherheit optimiert ist.

Der Erfindung gemäß wird diese Aufgabe durch eine weitere dem Ladegebläse zugeordnete, die Saugleitung des Ladegebläses mit der Ladeluftleitung verbindende; stromauf des Leistungsregelorganes in die Ladeluftleitung mündende Umgehungsleitung gelöst, in der ein den Durchlaßquerschnitt der Umgehungsleitung regelndes Elektroventil angeordnet ist, das von wenigstens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine steuerbar ist. Als besonders zweckmässig hat sich erwiesen, daß der Betriebsparameter ein Drehzahlgeber ist und/oder der Betriebsparameter ein auf den Ladedruck ansprechender elektrischer Ladedruck-Sicherheitsschalter ist. Der Drehzahlgeber kann ein Zündimpulsgeber sein.

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Bei der Verwendung eines Drehzahlgebers wird bc l.t» Erreichen einer vorbestimmten Drohzahl durch das Elektrove:.;. n die Umgehungsleitung geöffnet, so daß ein Kreislauf eines Teiles des Frischluftstromes um das Ladegebläse entstent. Dadurch wird bei der Verwendung eines Katalysators eine Beschädigung desselben in dieser Betriebsphase der Brennkraftmaschine vermieden. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine fällt infolge des geringer werdenden Ladedruckes ab und ein schlagartiges Abbremsen des Fahrzeuges erfolgt nicht.

Bei der Verwendung eines Ladedruck-Sicherheitsschalters, der so ausgelegt ist, daß er bei einem geringfügig höheren Ladedruck anspricht als das Ladedruckregelventil, wird die Umgehungsleitung durch das Elektroventil geöffnet, wenn das Ladedruckregelventil defekt ist und beim übersteigen eines vorbestimmten Ladedruckes nicht öffnet. Dadurch entsteht der Kreislauf eines Teiles des Frischluftstromes um das Ladegebläse, so daß ein weiteres Ansteigen des Ladedruckes vermieden wird.

Bei der gleichzeitigen Verwendung eines Drehzahlgebers und eines Ladedruck-Sicherheitsschalters bei einer Brennkraftmaschine ist somit durch die erfindungsgemäße Anwendung eines Elektroventils eine aufgeladene Brennkraftmaschine geschaffen, die gleichzeitig eine Einrichtung als Schutz gegen Überdrehzahl und eine Sicherheitseinrichtung zum Schutz gegen zu hohen Ladedruck aufweist, die die eingangs genannten Nachteile vermeiden.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform mit einem Drehzahlgeber und einem Ladedruck-Sicherheitsschalter schematisch dargestellt.

Bei einer Brennkraftmaschine mit der bekannten Abgas-Turbo-Aufladung saugt die Brennkraftmaschine über den Luftfilter und den Gemischregler 2 über die Saugleitung 3 Frischluft an, die über den Abgas-Turbolader 5 in die Ladeluftleitung 6, das

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Drosselklappengehäuse 7, zu dem Luftverteiler 8 und somit der Brennkraftmaschine 9 zugeführt wird. Der Abgasstrom der Brennkraftmasch_ne 9 wird durch eine AbgasSammelleitung über die Abgasturbine 11 des Abgas-Turboladers und den Schalldämpfer 12 in die Atmosphäre geleitet. Durch den Abgasstrom wird die Abgasturbine 11 angetrieben, die wiederum das Ladegebläse 4 antreibt, das die Frischluft unter überdruck der Brennkraftmaschine 9 zuführt. Ein in die Abgassammelleitung eingesetztes Ladedruckregelventil 13 regelt den Ladedruck des Ladegebläses 4_C in dem über eine Steuerleitung 14 durch den Ladeüberdruck das Ladedruckregelventil 13 öffnet und der Abgasstrom über die Abgasnebenleitung 15 unter Umgehung der Abgasturbine 11 direkt zum Schalldämpfer 12 gelangt. Zur Aufrechterhaltung der Ladegebläsedrehzahl, z.B. bei Schiebebetrieb des Fahrzeuges bzw. um ein schnelles Ansprechen der Brennkraftmaschine 9 beim Beschleunigen zu erhalten, ist zwischen der Saugleitung 3 und der Ladeluftleitung 6 eine Umgehungsleitung 16 mit einem Abblaseventil 17 angeordnet. Das Abblaseventil 17 wird über eine weitere Steuerleitung betätigt, in welcher bei geschlossener Drosselklappe 19 durch Unterdruck das Abblaseventil 17 geöffnet wird, so daß ein Kreislauf des Frischluftstromes um das Ladegebläse 4 entsteht, wodurch die Ladegebläsedrehzahl aufrecht erhalten bleibt. Eine weitere, die Saugleitung 3 und die Druckleitung 6 verbindende Umgehungsleitung ist mit 20 bezeichnet, in der ein Elektroventil 21 angeordnet ist. Das Elektroventil 21 ist durch einen Drehzahlgeber 22, z.B. einem Zündimpulsgeber, und einem an der Druckleitung 6 angeordneten Ladedruck-Sicherheitsschalter 23 ansteuerbar, wobei der Sicherheitsschalter 22 auf einen geringfügig höheren Ladedruck anspricht als das Ladedruckregelventil 13.

Die Funktion der Erfindung ist folgende: Nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine wird durch deren Abgase die Abgasturbine 11 und somit das Ladegebläse 4 angetrieben. Aufgrund des noch relativ geringen Ladedruckes ist das Ladedruckregelventil 13 geschlossen und sämtliche Abgase werden durch die Abgassammelleitung 10 zur Abgas-

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turbine 11 geleitet. Wird die Drosselklappe 19 der Brennkraftmaschine 9 weiter :reöffnet, steigt der Ladedruck des Ladegebläses 4 an. Erreicht dieser einen vorbestimmten Wert, so öffnet das Ladedruc'- agelventil 13 die Abgasnebenleitung 15 und ein Teil der Abgase wird über die Abgasnebenleitung 15 unter Umgehung der Abgasturbine 11 über den Schalldämpfer 12 direkt in die Atmosphäre abgeblasen. Ist das Ladedruckregelventil 13 defekt und öffnet nicht bei dem vorbestimmten Ladedruck und dieser steigt noch geringfügig an, so wird das Elektroventil 21 durch den Ladedruck-Sicherheitsschalter 23 geöffnet. Ein Teil des Frischluftstromes wird über die Umgehungsleitung 20 in einem Kreislauf wieder dem Ladegebläse 4 zugeführt, so daß ein weiteres Ansteigen des Ladedruckes vermieden wird bzw. der Ladedruck abfällt.

Erreicht die Drehzahl der Brennkraftmaschine einen vorbestimmten Wert, wird das Elektroventil 21 durch den Drehzahlgeber 22 geöffnet. Ein Teil des Frischluftstromes wird über die Umgehungsleitung 20 in einem Kreislauf wieder dem Ladegebläse zugeführt, so daß der Ladedruck und somit die Drehzahl der Brennkraftmaschine abfällt.

Unterschreitet der Ladedruck und die Drehzahl der Brennkraftmaschine den vorbestimmten Wert, schließt das Elektroventil wieder.

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BAD ORIGINAL

Leerseite

Claims

Patentansprüche

']} Aufgeladene Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge mit einem aus einer Abgasturbine und einem von dieser angetriebenen Ladegebläse gebildeten Abgas-Turbolader und ein auf den Ladedruck des Ladegebläses ansprechendes, in der Abgassammelleitung der Brennkraftmaschine angeordnetes Ladedruckregelventil, das eine die Abgasturbine umgebende Abgasnebenleitung regelt, sowie einem stromab des Ladegebläses den Durchlaßquerschnitt der Ladeluftleitung beherrschenden willkürlich betätigbaren Leistungsregelorgan und mit einer dem Ladegebläse zugeordneten, die Saugleitung des Ladegebläses mit der Ladeluftleitung verbindenden, stromauf des Leistungsregelorganes in die Ladeluftleitung mündenden Umgehungsleitung, in der ein in Abhängigkeit von der Stellung des Leistungsregelorganes derart beaufschlagte Abblasventil angeordnet ist, daß es bei jeder einen Durchlaß freigebenden Stellung des Leistungsregelorganes geschlossen ist, gekannzeichnet durch eine weitere dem Ladegebläse (4) zugeordnete, die Saugleitung (3) des Ladegebläses (4) mit der Ladeluftleitung (6) verbindenden, stromauf des Leistungsregelorganes (19) in die Ladeluftleitung (6) mündenden Umgehungsleitung (20), in der ein den Durchlaßquerschnitt der Umgehungsleitung (20) regelndes Elektroventil (21) angeordnet ist, das von wenigstens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine steuerbar ist.
2. Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsparameter ein Drehzahlgeber

(22) ist.
3. Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsparameter ein auf den Ladedruck ansprechender elektrischer Ladedruck-Sicherheitsschalter

(23) ist.

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ORIGINAL INSPECTED

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4. Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlgeber (22) ein Zündimpulsgeber ist.

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