SE467269B

SE467269B - Oeverladdad foerbraenningsmotor

Info

Publication number: SE467269B
Application number: SE9002849A
Authority: SE
Inventors: B Andersson
Original assignee: Volvo Penta Ab
Priority date: 1990-09-06
Filing date: 1990-09-06
Publication date: 1992-06-22
Also published as: WO1992004536A1; BR9106815A; JPH06500381A; EP0547111A1; AU8490791A; AU657274B2; SE9002849L; SE9002849D0

Description

20c 467 269 Syftet med föreliggande uppfinning är generellt att med ut- gångspunkt från den ovan angivna kända seriekopplingen av en mekanisk kompressor och en turbokompressor åstadkomma en över- laddad förbränningsmotor av i första hand dieseltyp, i vilken laddtrycket med enkla medel kan optimeras för såväl högvarvs- området som låg- och medelvarvsområdet. I synnerhet är syftet att åstadkomma en särskilt för tyngre planande båtar avsedd överladdad dieselmotor, som ger hög dragkraft även inom det lägre varvtalsområde, inom vilket båten skall gå över sin planingströskel.

Detta uppnås enligt uppfinningen vid en överladdad förbrän- ningsmotor av i inledningen angivet slag genom att nämnda or- gan innefattar organ för att jämföra trycken på den mekaniska kompressorns sugsida och trycksida samt ventilorgan, som är inrättade att hållas stängda så länge trycket på den mekaniska kompressorns trycksida är större än trycket på dess sugsida och att öppna, när trycket på dess trycksida är lika med eller underskrider trycket på dess sugsida.

Genom att låta turbokompressorns luftbehov vara en av para- metrarna som styr samverkan mellan kompressorerna uppnås möj- lighet att åstadkomma en relativt enkel och billig installa- tion. I det enklaste utförandet kan nämnda ventilorgan vara bildat av en enkel mekanisk backventil. som automatiskt öppnar mot turbokompressorns sugsida, när trycket på denna sida underskrider trycket på ventilens mot luftintaget vända sida.

I en vidareutveckling av uppfinningen kan ventilen vara sam- ordnad med reglerorgan, som kopplar ur en mellan motorn och den mekaniska kompressorn anordnad koppling. när ventilen öpp- nar.

Uppfinningen beskrives närmare under hänvisning till på bifo- gade ritning visade utföríngsexempel, där fig 1 och 2 schema- tiskt visar två dieselmotorer med kopplingsskenor över två olika utföringsformer av kompressorsystem. 3 467 269 I fig 1 betecknar l en förbränningsmotor av dieseltyp, 2 mo- torns insugningsledning och 3 dess avgasledning. En turbo- kompressor bestående av en turbindel 4 och en kompressordel 5 är på konventionellt sätt inkopplad i insugningsledningen 2 och avgasledningen 3. Insugningsledningen 2 är avgrenad från en ledning 6 mellan ett luftfilter 7 och sugsidan på en av motorn 1 mekaniskt driven kompressor 8. Denna som kan vara av vilken känd typ som helst, dock företrädesvis av deplacement- typ, t ex en skruvkompressor, är driven direkt av motorns vev- axel via en generellt med 9 betecknad kilremstransmission.

Vidare finns en elektromagnetisk koppling 10 mellan kom- pressorns 8 drivaxel och dess remskiva. Kopplingens till- och frånslag regleras av en elektronisk reglerenhet ll, i vilken inmatas signaler representerande motorns 1 varvtal och belast- ning (markerat med punkt-streckade linjer i fig 1). Kompres- sorns 8 trycksida är via en ledning 12 ansluten till insug- ningsledningen 2 uppströms en turbokompressorn men nedströms om en mekanisk backventil 13, som kan vara av vilken som helst lämplig känd typ, t ex en ventil med ett förslutningselement i form av en fjäderbelastad klaff.

Funktionen hos den beskrivna motorinstallationen är följande: När motorn 1 går på tomgång är magnetkopplingen 10 frånslagen och kompressorn 8 följaktligen ej inkopplad. Vid långsamt gas- pådrag med åtföljande långsam varvtalsökning inkopplas den me- kaniska kompressorn 8 vid ett förutbestämt varvtal t ex ca 1500 rpm. Inkopplingen är således varvtalsberoende vid lång- samt gaspådrag och långsam belastningsökning. Om däremot sig- naler indikerande hastig belastningsökning under det varvtals- beroende inkopplingsvarvtalet avges till reglerenheten 11 in- kopplas den mekaniska kompressorn 8 tidigare, så att ett efter behovet anpassat laddtryck alltid erhålles.

Vid ökande last på motorn 1 kommer turbokompressorn 4, 5 att svara för en allt större andel av det totala laddtrycket och när turbokompressorn kräver mer luft på sugsidan än vad den mekaniska kompressorn förmår leverera öppnar backventilen 13 467 269 4 automatiskt i och med att trycket nedströms om backventilen 13 då underskrider trycket på luftfiltersidan. Den mekaniska kom- pressorn 8 har efter att backventilen öppnat ingen funktion och för att bl a minska motorns energiförbrukning och buller samt minska slitaget på kompressorn 8 bör denna i detta läge kopplas ifrån. Detta kan ske via reglerenheten genom att ett förutbestämt frånkopplingsvarvtal t ex ca 3000 rpm lagrats i denna eller via signaler till reglerenheten, som indikerar att backventilen öppnat.

I fig 2 visas en motorinstallatíon, som skiljer sig från den ovan beskrivna endast med avseende på ventilorganet och dess reglering. Detaljer med motsvarighet i fig 1 har erhållit sam- ma hänvísníngsbeteckningar som i fig 1. I stället för en enkel mekanisk backventil är en ventil i form av en elektriskt manövrerad till-från ventil 14 anordnad i insugningsledningen 2. ventilens 14 till- och frånslag regleras av reglerenheten ll i beroende av signaler från ett par tryckavkännare 15 resp 16 på den mekaniska kompressorns 8 sug- resp trycksida. Reg- lerenheten är härvid anordnad att öppna ventilen 14, när de av tryckavkännarna 15, 16 till reglerenheten avgivna signalerna indikerar att trycken på sug- och trycksidan är lika. Dessa signaler utnyttjas även för att samtidigt slå ifrån den meka- niska kompressorn.

“L

Claims

10 15 20 25 30 35 Patentkrav

1. Överladdad förbränningsmotor, innefattande en avgasdriven turbokompressor och en av motorn mekaniskt driven kompressor, vars trycksida är ansluten till turbokompressorns sugsida, samt organ medelst vilka den mekaniska kompressorns inverkan på motorns överladdning kan upphävas, k ä n n e t e c k - n a d av att nämnda organ innefattar organ för att jämföra trycken på den mekaniska kompressorns (8) sugsida och tryck- sida samt ventilorgan (13; 14), som är inrättade att hållas stängda så länge trycket på den mekaniska kompressorns tryck- sida är större än trycket på dess sugsida och att öppna, när trycket på dess trycksida är lika med eller underskrider trycket på dess sugsida.

2. Förbränningsmotor enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att förstnämnda organ samt ventilorganen är bildade av en i en ledning mellan den mekaniska kompressorns sug- och trycksida anordnad backventil (13), som är inrättad att öppna när trycket på den mekaniska kompressorns trycksida under- skrider trycket på dess sugsida. k ä n n e t e c k n a d av att ventilorganen är bildade av en till-från ventil (14),

3. Förbränningsmotor enligt krav 1, som via reglerorgan (11) står i förbindelse med tryckavkän- nare (15, 16) på den mekaniska kompressorns (8) sug- och trycksida och som är inrättad att öppna, när trycken på sug- och trycksidan är lika. k ä n - n e t e c k n a d av att den mekaniska kompressorn (8) är

4. Förbränningsmotor enligt något av kraven 1-3, driven av motorn via en till- och frånslagbar koppling (10) och att ventilorganen (14) är samordnade med reglerorgan (11), som kopplar ur kompressorn, när ventilorganen öppnar förbindelsen mellan den mekaniska kompressorns sug- och trycksida. 467 269 6

5. Förbränningsmotor enligt något av kraven 1-4, k ä n - n e t e c k n a d av att den mekaniska kompressorn (8) är av deplacementtyp.

6. Förbränningsmotor enligt något av kraven 1-5, k ä n - n e t e c k n a d av att motorn (1) är en marindieselmotor.