DE3011203A1 - Aufgeladene brennkraftmaschine fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
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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 4C 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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Claims (4)
- 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.130CUO/0422ORIGINAL INSPECTEDϋ9630112Ό3
- 4. Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlgeber (22) ein Zündimpulsgeber ist.13QQ40/0422
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