SE534436C2 - Förbränningsmotor för ett fordon innefattande åtminstone en kompressorcylinder förbunden med en tryckluftstank - Google Patents

Abstract

Uppfinningen hanfor sig till en forbranningsmotor for ettfordon. Enligt uppfinningen innefattar forbranningsmotorn en arbetscylinder (2) innefattande en inloppsventil (6) med en(8),med en tillhörande pneumatisk inloppsventil-(4),(10), som drivs av arbetskolven tillhorande pneumatisk inloppsventilaktuator en ut-loppsventil (7)(8),(3) innefattande en inloppsventil(11),(4), cylindern (3) aktuator och en arbetskolv en kompressorcylinderen utloppsventil och en kompressorkolv (5)(14)via en forsta tryckluftsledning(16)(15), forsta inloppsventilaktuator (8) en tryckluftstank som ar forbunden med kompressor-(15), som stracker sig från namnda och enandra tryckluftsledning forsta tryckluftsledning varvid arbetscylinderns (2)och utloppsventilaktuator (9) ar forbundna med den andra tryckluftsledningen (16). Publikationsbild: Figur l

Description

534 436 Vidare kan det vara ett problem hos förbränningsmotorer att vibrationer uppstår i såväl fordonet som fordonets driv- lina till följd av att de förbränningspulsmoment som uppstår i förbränningsmotorns cylindrar vid förbränning i desamma inte är i balans till följd av att symmetri hos förbrän- ningsmotorns förbränningspulsmönster inte går att erhålla av ena eller andra orsaken.

Kortfattad beskrivning av uppfinningens syften och särdrag Den föreliggande uppfinningen tar sikte på att tillhandahålla en förbättrad förbränningsmotor. Ett grund- läggande syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en förbättrad förbränningsmotor av inledningsvis definierad typ, vilken kontinuerligt skapar tryckluft.

Ett ytterligare syfte med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en förbränningsmotor, som nyttjar den framställda tryckluften för att driva pneumatiska inlopps- ventilaktuatorer och utloppsventilaktuatorer.

Det är ett annat syfte med den föreliggande uppfin- ningen att tillhandahålla en förbränningsmotor, som möjlig- gör lagring av den rörelseenergi fordonet har när detsamma är i rörelse utan att gaspådrag ges av föraren, för senare nyttjande.

Det är ett annat syfte med den föreliggande uppfin- ningen att tillhandahålla en förbränningsmotor, som möjlig- gör användande av ett överladdningsaggregat optimerad för stora avgasflöden utan att turbolag/fördröjning uppstår.

Det är ytterligare ett syfte med den föreliggande uppfinningen att tillhandahålla en förbränningsmotor, som enkelt kan tillverkas genom konvertering av en befintlig förbränningsmotor.

Kortfattad beskrivning av uppfinningens särdrag Enligt uppfinningen uppnås åtminstone det grundläggande syftet medelst den inledningsvis definierade förbrännings- 534 436 motorn, vilken är kännetecknad av att nämnda åtminstone två cylindrar innefattar minst en arbetscylinder och minst en kompressorcylinder, varvid arbetscylindern innefattar en första inloppsöppning och en första inloppsventil inrättad att öppna och stänga nämnda första inloppsöppning, en första pneumatisk inloppsventilaktuator som driver den första inloppsventilen, en utloppsöppning och en utloppsventil inrättad att öppna och stänga nämnda utloppsöppning, en pneumatisk utloppsventilaktuator som driver utloppsventilen, och en i arbetscylindern rörligt inrättad arbetskolv, kompressorcylindern innefattar en första inloppsöppning och en första inloppsventil inrättad att öppna och stänga nämnda första inloppsöppning, en utloppsöppning och en utlopps- ventil inrättad att öppna och stänga nämnda utloppsöppning, och en i kompressorcylindern rörligt inrättad kompressorkolv som är operativt förbunden med och drivs av arbetskolven, tryckluftstanken är förbunden med kompressorcylinderns utloppsöppning via en första tryckluftsledning, varvid förbränningsmotorn vidare innefattar en andra tryck- luftsledning som sträcker sig från nämnda första trycklufts- ledning och som innefattar en första flödesventil inrättad att öppna och stänga fluidkommunikationen fràn nämnda första tryckluftsledning till nämnda andra tryckluftsledning, var- vid arbetscylinderns första pneumatiska inloppsventil- aktuator och utloppsventilaktuator är förbundna med den andra tryckluftsledningen.

Således är den föreliggande uppfinningen baserad på insikten att genom att alltid nyttja en av förbrännings- motorns cylindrar som kompressorcylinder kan tryckluft kontinuerligt skapas vilket är en förutsättning för att kommersiellt kunna nyttja förbränningsmotorer med pneumat- iska inloppsventilaktuatorer och utloppsventilaktuatorer.

Föredragna utföranden av den föreliggande uppfinningen är vidare definierade i de beroende kraven.

Företrädesvis innefattar kompressorcylindern vidare en första pneumatisk inloppsventilaktuator som driver den 534 436 första inloppsventilen, varvid kompressorcylinderns nämnda första inloppsventilaktuator är förbunden med den andra tryckluftsledningen. Detta medför att det även går att styra när kompressorcylindern skall vara aktiv respektive inaktiv.

Företrädesvis innefattar den första tryckluftsledningen en regenerator som är belägen mellan kompressorcylinderns utloppsventil och tryckluftstanken. Fördelen med att använda en regenerator är att den varma tryckluften från kompressor- cylindern värmer upp regeneratorn samtidigt som tryckluften kyls ned vilket gör att mer tryckluft kan lagras i en tryck- luftstank av given storlek. Enligt ett ytterliga föredraget utförande är den andra tryckluftsledningen förbunden med den första tryckluftsledningen mellan regeneratorn och komp- ressorcylinderns utloppsventil, vilket medför att den tryck- luft som leds till inloppsventilaktuatorerna och utlopps- ventilaktuatorerna först leds genom regeneratorn för att återigen värmas upp. Fördelen med att leda varm tryckluft till inloppsventilaktuatorerna och utloppsventilaktuatorerna är att tryckluften då den värms upp expanderar och således räcker till fler aktiveringar av inloppsventilaktuatorerna och utloppsventilaktuatorerna.

Enligt ett föredraget utförande innefattar den andra tryckluftsledningen en andra flödesventil, varvid arbets- cylinderns pneumatiska utloppsventilaktuator är belägen upp- ströms nämnda andra flödesventil, och varvid arbetscylin- derns första pneumatiska inloppsventilaktuator och kompres- sorcylinderns första pneumatiska inloppsventilaktuator är belägna nedströms nämnda andra flödesventil. Denna konfig- uration medför att utloppsventilaktuatorn kan förses med tryckluft med högre tryck än inloppsventilaktuatorerna, vilket är önskvärt då inåtöppnande ventiler nyttjas eftersom trycket i cylindern är större när utloppsventilen skall öppnas än när inloppsventilerna skall öppnas.

I ett föredraget utförande är arbetscylinderns första inloppsöppning förbunden med ett första inloppsgrenrör, i vilket ett ejektormunstycke mynnar, en tredje trycklufts- 534 436 ledning sträcker sig från tryckluftstanken till nämnda ejektormunstycke, varvid nämnda tredje tryckluftsledning innefattar en manövrerbar flödesventil som är inrättad att öppna och stänga fluidkommunikationen från tryckluftstanken till ejektormunstycket. Detta medför att tryckluft kan val- bart levereras till inloppsventilerna vilket ger en högre fyllnadsgrad i arbetscylindern.

I ett föredraget utförande är arbetscylinderns första inloppsöppning förbunden med ett första inloppsgrenrör, arbetscylinderns utloppsöppning är förbunden med ett utloppsgrenrör, och förbränningsmotorn innefattar ett överladdningsaggregat, varvid utloppsgrenröret är förbundet med ett inlopp hos ett turbinhus hos överladdningsaggre- gatet, inloppsgrenröret är förbundet med ett utlopp hos ett kompressorhus hos överladdningsaggregatet via en andra lufttillförselledning, och ett inlopp hos nämnda kompressor- hus är förbundet med ett luftintag.

Enligt ett ytterligare föredraget utförande innefattar nämnda första lufttillförselledningen en manövrerbar flödes- fördelningsventil som är förbunden med den andra lufttill- förselledningen och som är inrättad att växlande medge fluidkommunikation mellan kompressorcylinderns första inloppsöppning och luftintaget respektive kompressor- cylinderns första inloppsöppning och den andra lufttill- förselledningen. Därmed kan kompressorcylindern matas med luft antingen från luftintaget eller från överladdnings- aggregatet, beroende på vilken luftkälla som för tillfället har högst eller mest lämpat tryck.

Enligt ett ytterligare föredraget utförande innefattar nämnda arbetscylinder en andra inloppsöppning och en andra inloppsventil inrättad att öppna och stänga nämnda andra in- loppsöppning, vilken är förbunden med ett andra inlopps- grenrör, och nämnda kompressorcylinder innefattar en andra inloppsöppning och en andra inloppsventil inrättad att öppna och stänga nämnda andra inloppsöppning, vilken är förbunden med nämnda andra inloppsgrenrör, varvid det andra inlopps- 534 436 grenröret är förbundet med nämnda andra lufttillförsel- ledning via en manövrerbar flödesfördelningsventil, och en tredje tryckluftsledning sträcker sig från tryckluftstanken till nämnda manövrerbara flödesfördelningsventil som är inrättad att växlande medge fluidkommunikation mellan den andra lufttillförselledningen och det andra inloppsgrenröret respektive tryckluftstanken och det andra inloppsgrenröret.

Detta medför att tryckluften i tryckluftstanken kan nyttjas att expanderas i arbetscylindern och samtidigt matas till kompressorcylindern, varpå förbränningsmotorn drivs av tryckluft istället för en förbränning av en bränsle-luft- blandning.

Ytterligare fördelar med och särdrag hos uppfinningen framgår av övriga osjälvständiga krav samt av den följande, detaljerade beskrivningen av föredragna utföranden.

Kortfattad beskrivning av ritningarna En mer fullständig förståelse av ovannämnda och andra särdrag och fördelar hos den föreliggande uppfinningen kommer att framgå av den följande, detaljerade beskrivningen av föredragna utföranden med hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka: Fig. I är en schematisk illustration av den uppfinnings- enliga förbränningsmotorn enligt ett första utförande, Fig. 2 är en schematisk illustration av den uppfinnings- enliga förbränningsmotorn enligt ett andra utförande, Fig. 3 är en schematisk illustration av den uppfinnings- enliga förbränningsmotorn enligt ett tredje utförande, Fig. 4 är en schematisk illustration av den uppfinnings- enliga förbränningsmotorn enligt ett fjärde utförande, vilket är en kombination av förbränningsmotorerna enligt figur 2 och figur 3, Fig. 5 är en schematisk illustration av den uppfinnings- enliga förbränningsmotorn enligt ett femte utförande, 534 436 vilket är en kombination av förbränningsmotorerna enligt figur 3 och figur 4, Fig. 6 är en schematisk illustration av den uppfinnings- enliga förbränningsmotorn enligt ett sjätte utförande, och Fig. 7 är en schematisk illustration av den uppfinnings- enliga förbränningsmotorn enligt ett sjunde utförande, vilket är en kombination av förbränningsmotorerna enligt figur 5 och figur 6.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföranden Den föreliggande uppfinningen hänför sig i allmänhet till en förbränningsmotor för ett fordon.

Hänvisning sker nu i första hand till figur 1, i vilken visas en uppfinningsenlig förbränningsmotor, generellt be- tecknad 1, enligt ett första utförande. Förbränningsmotorn 1 innefattar åtminstone en arbetscylinder 2 och åtminstone en kompressorcylinder 3. I det visade utförandet innefattar förbränningsmotorn 1 tre stycken arbetscylindrar och en kompressorcylinder, dock kan detta förhållande vara annat om den specifika applikationen så medger eller kräver. Arbets- cylindern 2 innefattar en i arbetscylindern 2 rörligt inrät- tad arbetskolv 4 anordnad att öka respektive minska den av arbetscylindern 2 och arbetskolven 4 gemensamt avgränsade volymen. Pà motsvarande sätt innefattar kompressorcylindern 3 en i kompressorcylindern 3 rörligt inrättad kompressorkolv .

Vidare innefattar arbetscylindern 2 en första inlopps- öppning och en första inloppsventil 6 inrättad att öppna och stänga nämnda första inloppsöppning, en utloppsöppning och en utloppsventil 7 inrättad att öppna och stänga nämnda utloppsöppning. I det visade utförandet består nämnda första inloppsöppning av två fysiska öppningar och nämnda inlopps- ventil 6 av två fysiska ventiler, och på motsvarande sätt består nämnda utloppsöppning av två fysiska öppningar och 534 436 nämnda utloppsventil 7 av två fysiska ventiler. Därtill innefattar arbetscylindern 2 en första pneumatisk inlopps- ventilaktuator 8 som driver arbetscylinderns 2 första inloppsventil 6, och en pneumatisk utloppsventilaktuator 9 som driver arbetscylinderns 2 utloppsventil 7.

Kompressorcylindern 3 innefattar en första inlopps- öppning och en första inloppsventil 10 inrättad att öppna och stänga nämnda första inloppsöppning, en utloppsöppning och en utloppsventil 11 inrättad att öppna och stänga nämnda utloppsöppning. I det visade utförandet består nämnda första inloppsöppning av två fysiska öppningar och nämnda inlopps- ventil 10 av två fysiska ventiler. Kompressorcylinderns 3 utloppsventil 11 utgörs företrädesvis av en backventil som förhindrar àterflöde in genom kompressorcylinderns 3 utloppsöppning. Vidare kan kompressorcylinderns 3 utlopps- öppning utgöras av flera fysiska öppningar med tillhörande utloppsventiler ll, eller av flera fysiska öppningar med en gemensam utloppsventil ll. Därtill innefattar kompressor- cylindern 3 företrädesvis en första pneumatisk inlopps- ventilaktuator 12 som driver kompressorcylinderns 3 första inloppsventil 10, alternativt kan kompressorcylinderns 3 första inloppsventil 10 utgöras av en backventil som förhindrar återflöde ut genom kompressorcylinderns 3 inloppsöppning.

I det visade utförandet innefattar förbränningsmotorn 1 ett gemensamt motorblock 13 som inhyser såväl arbetscylin- dern 2 som kompressorcylindern 3. I ett alternativt, inte visat, utförande innefattar förbränningsmotorn två separata motorblock, ett första som inhyser arbetscylindern 2 och ett andra som inhyser kompressorcylindern 3. På motsvarande sätt innefattar förbränningsmotorn 1 gemensam eller uppdelad motortopp (inte visad). I det visade utförandet innefattar förbränningsmotorn 1 en vevaxel (inte visad) som är för- bunden med såväl arbetskolven 4 som kompressorkolven 5, vilket är lämpligt då gemensamt motorblock nyttjas. Det skall dock påpekas att det är centralt för uppfinningen att 534 436 arbetskolven 4 är operativt förbunden med och driver kompressorkolven 5, och således kan uppdelad vevaxel, motor- block och/eller motortopp nyttjas så länge en rörelseöver- föring finns mellan arbetskolven 4 och kompressorkolven 5.

Det skall påpekas att det är fördelaktigt att nyttja gemen- sam vevaxel, motorblock och motortopp då antalet ingående delar hålls till ett minimum samtidigt som exempelvis kyl- ning av förbränningsmotorns olika delar underlättas. För att minimera eventuella vibrationer hos förbränningsmotorn 1 bör vevaxellösningen utformas så att trycket i kompressor- cylindern 3 är högt när trycket i arbetscylindern 2 är högt under en expansionstakt. I realiteten är dock trycket i kompressorcylindern 3 stigande samtidigt som trycket i arbetscylindern 2 sjunker, vilket medför att vinkelför- skjutningen mellan kompressorkolven 5 och arbetskolven 4 måste optimeras för att minimera obalansen i förbrännings- pulsmomentmönstret hos förbränningsmotorn 1.

Problem med vibrationer till följd av obalans i förbränningspulsmomentmönstret är speciellt framträdande hos en förbränningsmotor 1 innefattande flera arbetscylindrar 2 och en kompressorcylinder 3, iochmed att kompressorcylinderns 3 kompressionspulsmoment inte passar in i arbetscylindrarnas 2 förbränningspulsmomentmönster.

Företrädesvis skall vinkelförskjutningen mellan den övre vändpunkten för den arbetskolv 4 som är närmast belägen kompressorkolven 5 och nämnda kompressorkolvs 5 övre vändpunkt vara mer än 30 grader, mer företrädesvis mer än 40 grader, samtidigt som nämnda vinkelförskjutning företrädes- vis skall vara mindre än 90 grader, mer företrädesvis mindre än 80 grader, där nämnda arbetskolvs 4 rörelse ligger före kompressorkolvens 5 rörelse. Vidare kan förbränningspuls- momentet hos nämnda arbetscylinders 2 takter som sammanfaller med kompressorcylinderns 3 takter ökas, vilket medför att det till vevaxeln utgående pulsmomentet blir detsamma som om kompressionspulsmomentet hos kompressor- cylinderns 3 takt inte utförts och förbränningspulsmomentet 534 436 hos arbetscylinderns 2 takt inte ökats. Det skall påpekas att övriga arbetscylindrar kan arbeta som vanligt med oförändrade förbränningspulsmoment. Således bör företrädesvis takter hos kompressorcylindern 3 utföras vid de tillfällen takter hos nämnda arbetscylinder 2 genomförs för att erhålla en pulsmomentutjämning i förbränningsmotorn 1, dvs. när arbetscylindern 2 arbetar i fyr-takt bör kompressorcylindern 3 också drivas i fyr-takt.

Vidare innefattar förbränningsmotorn 1 en trycklufts- tank 14 som är förbunden med kompressorcylinderns 3 första utloppsöppning via en första tryckluftsledning 15, och en andra tryckluftsledning 16 som sträcker sig från nämnda första tryckluftsledning 15 och som innefattar en första flödesventil 17 inrättad att öppna och stänga fluid- kommunikationen från nämnda första tryckluftsledning 15 till nämnda andra tryckluftsledning 16. Nämnda första flödes- ventil 17 är företrädesvis en manövrerbar flödesventil. Den andra tryckluftsledningen 16 är förbunden med arbetscylinderns 2 pneumatiska utloppsventilaktuator 9 och första pneumatiska inloppsventilaktuator 8, samt med kompressorcylinderns 3 första pneumatiska inloppsventil- aktuator 12.

Företrädesvis innefattar den första tryckluftsledningen en manövrerbar flödesventil 18 som är belägen mellan kompressorcylinderns 3 utloppsventil 11 och tryckluftstanken 14 och som är inrättad att öppna och stänga fluidkommunika- tionen mellan tryckluftstanken 14 och kompressorcylinderns 3 utloppsöppning. En fördel med den manövrerbara flödesventil 18 är att densamma är öppen när kompressorcylindern 3 skapar högre tryck än det tryck som nyttjas av inloppsventil- aktuatorerna och utloppsventilaktuatorn och således medge lagring av tryckluft, eller när det tryck som kompressor- cylindern 3 skapar är lägre än det tryck som nyttjas av inloppsventilaktuatorerna och utloppsventilaktuatorerna och således medger användning av den lagrade tryckluften. Vidare är den manövrerbara flödesventilen 18 stängd när trycket i 534 436 11 tryckluftstanken 14 är högre än det tryck som kompressorcylindern 3 skapar, så länge det tryck som komp- ressorcylindern 3 skapar är högre än det tryck som nyttjas av inloppsventilaktuatorerna och utloppsventilaktuatorn.

Företrädesvis innefattar den första tryckluftsledningen en regenerator 19 som är belägen mellan kompressor- cylinderns 3 utloppsventil 11 och tryckluftstanken 14. När tryckluften leds från kompressorcylindern 3 till trycklufts- tanken 14 värms regeneratorn 19 upp av och lagrar den värme som alstras i den tryckluft som skapas av kompressorcylin- dern 3. En fördel med regeneratorn 19 är att tryckluften som når tryckluftstanken 14 kylts ned vilket medger att större mängd tryckluft kan lagras i en tryckluftstank 14 med given volym än om tryckluften inte kylts ned. Företrädesvis är den andra tryckluftsledningen 16 förbunden med den första tryckluftsledningen 15 mellan regeneratorn 19 och komp- ressorcylinderns 3 utloppsventil ll. Fördelen med detta är att när den lagrade tryckluften tillåts strömma från tryckluftstanken 14 och in i den andra tryckluftsledningen 16 passerar tryckluften genom regeneratorn 19 och värms upp vilket gör att volymen på tryckluften ökar, och detta medför att tryckluften räcker till fler aktiveringar av inlopps- ventilaktuatorer och/eller utloppsventilaktuatorer än om tryckluften inte värmts upp. En icke visad alternativ/komp- letterande lösning till nyttjandet av nämnda regenerator 19 är att tryckluftstanken 14 innefattar ett poröst material som är anordnat att absorbera den värme som alstras i den tryckluft som skapas av kompressorcylindern 3, vilket gör att mer tryckluft kan lagras i tryckluftstanken 14.

Företrädesvis innefattar den andra tryckluftsledningen 16 även en andra flödesventil 20, varvid arbetscylinderns 2 pneumatiska utloppsventilaktuator 9 är belägen uppströms nämnda andra flödesventil 20, och varvid arbetscylinderns 2 första pneumatiska inloppsventilaktuator 8 och kompressorcylinderns 3 första pneumatiska inloppsventil- aktuator 12 är belägna nedströms nämnda andra flödesventil 534 436 12 . Företrädesvis utgörs den andra flödesventilen 20 av en manövrerbar flödesventil. Vidare är det föredraget att den andra tryckluftsledningen 16 innefattar en första trycksensor 21 och en andra trycksensor 22, varvid den första trycksensorn 21 är belägen mellan den första flödes- ventilen 17 och den andra flödesventilen 20 och den andra trycksensorn 22 är belägen nedströms den andra flödes- ventilen 20. Företrädesvis är den första trycksensorn 21 belägen mellan arbetscylinderns 2 utloppsventilaktuator 9 och den andra flödesventilen 20, och den andra trycksensorn 22 är företrädesvis belägen nedströms arbetscylinderns 2 första inloppsventilaktuator 8 och kompressorcylinderns 3 för att säkerställa att korrekt tryck erhålls vid utloppsventilaktuatorn respektive inloppsventilaktuatorer. Nyttjandet av den andra flödesventilen 20 medför att ett högre tryck kan första inloppsventilaktuator 12, upprätthàllas uppströms densamma än nedströms, vilket är önskvärt då inåtöppnande inloppsventiler och utloppsventiler nyttjas, eftersom det vid öppnandet av utloppsventilerna vanligtvis återfinns ett högre tryck i cylindrarna än vid öppnandet av inloppsventilerna. Den första trycksensorn 21 och den andra trycksensorn 22 kan även nyttjas för att upptäcka eventuella fel hos inloppsventilaktuatorerna och utloppsventilaktuatorerna.

Vidare innefattar förbränningsmotorn 1 ett första inloppsgrenrör 23 som är direkt eller indirekt förbundet med ett luftintag 24, och ett utloppsgrenrör 25 som är direkt eller indirekt förbundet med ett avgasrör 26. I det visade utförandet är en trottel 27 belägen mellan det första inloppsgrenröret 23 och luftintaget 24, och vidare är arbetscylinderns 2 första inloppsöppning och kompressor- cylinderns 3 första inloppsöppning förbundna med det första inloppsgrenrör 23, och arbetscylinderns 2 utloppsöppning är förbunden med utloppsgrenröret 25. 534 436 13 Nu hänvisas även till figurerna 2 och 3, i vilka ett andra respektive tredje utförande av den uppfinningsenliga förbränningsmotorn 1 visas.

De visade utförandena innefattar en tredje trycklufts- ledning 28 som sträcker sig från tryckluftstanken 14 till ett ejektormunstycke, eller tryckluftsmunstycke, 29, och som innefattar en manövrerbar flödesventil 30 inrättad att öppna och stänga fluidkommunikationen från tryckluftstanken 14 till ejektormunstycket 29. Ejektormunstycket 29 mynnar i det första inloppsgrenröret 23 och är riktat i inloppsluftens flödesriktning. Tryckluften som leds via den tredje tryckluftsledningen 28 från tryckluftstanken 14 är i det föredragna utförandet nedkyld, såsom beskrivits ovan i samband med figur 1 och regeneratorn 19. Tryckluft leds in i det första inloppsgrenröret 23 via ejektormunstycket 29 för att höja fyllnadsgraden i arbetscylindern 2 (se figur 2), alternativt i arbetscylindern 2 och kompressorcylindern 3 (se figur 3), vilket ger en överladdningseffekt hos för- bränningsmotorn 1 i båda utföranden. Nedkyld tryckluft ger ytterligare högre fyllnadsgrad än varm tryckluft.

I det andra utförandet enligt figur 2 är kompressor- cylinderns 3 första inloppsöppning förbunden med luftintaget 24 via en första lufttillförselledning 31, istället för via det första inloppsgrenröret 23 såsom visas i det tredje utförandet enligt figur 3. Detta medför att tillförseln av luft till kompressorcylindern 3 inte stryps av trotteln 27 när gaspådrag inte ges av föraren.

I det tredje utförandet innefattar förbränningsmotorn 1 ett överladdningsaggregat, generellt betecknat 32. Det skall påpekas att det tredje utförandet kan innefatta en trottel 27 enligt det andra utförandet istället för överladdnings- aggregatet 32. I det visade utförandet är utloppsgrenröret förbundet med ett inlopp 33 hos ett turbinhus 34 hos överladdningsaggregatet 32, och det första inloppsgrenröret 23 är förbundet med ett utlopp 35 hos ett kompressorhus 36 hos överladdningsaggregatet 32 via en andra lufttill- 534 436 14 förselledning 37. Vidare är ett inlopp hos överladdningsagg- regatets 32 kompressorhus 36 förbundet med luftintaget 24, och ett utlopp hos överladdningsaggregatets 32 turbinhus 34 är förbundet med avgasröret 26. Det tredje utförandet medger att ett överladdningsaggregat 32 optimerat för stora avgasflöden kan nyttjas utan att fördröjning i överladdning sker, tack vare förekomsten av ejektormunstycket 29 som kan aktiveras synkront med att gaspådrag ges av föraren och därmed skapar en överladdningseffekt innan överladdnings- aggregatet 32 aktiverats till fullo.

Nu hänvisas även till figur 4, i vilken visas ett fjärde utförande, vilket är en kombination av förbrännings- motorerna enligt figur 2 och figur 3.

Nu hänvisas även till figur 5, i vilken visas ett femte utförande, vilket är en kombination av förbränningsmotorerna enligt figur 3 och figur 4. Utöver det som beskrivits i samband med figurerna 2-4, innefattar den första lufttill- förselledningen 31 en manövrerbar flödesfördelningsventil 38 som är förbunden med den andra lufttillförselledningen 37 och som är inrättad att växlande medge fluidkommunikation mellan kompressorcylinderns 3 första inloppsöppning och luftintaget 24, respektive kompressorcylinderns 3 första inloppsöppning och den andra lufttillförselledningen 37.

Detta medför att kompressorcylindern 3 kan matas med den luftkälla, luftintaget 24 eller överladdningsaggregatet 32, som momentant har högst eller mest lämpat tryck. Vidare är det föredraget att när flödesfördelningsventilen 38 medger fluidkommunikation mellan kompressorcylinderns 3 första inloppsöppning och luftintaget 24 så medges även fluid- kommunikation mellan luftintaget 24 och den andra lufttill- förselledningen 37. Detta medför att ett undertryck inte uppstår i den andra lufttillförselledningen 37 innan över- laddningsaggregatet 32 aktiverats till fullo, dvs. under den period ejektormunstycket 29 är aktiverat och överladdningsaggregatet 32 därmed riskerar att strypa det flöde som ejektormunstycket 29 skapar. 534 435 Nu hänvisas även till figur 6, i vilken ett sjätte utförande av den uppfinningsenliga förbränningsmotorn visas.

Det skall påpekas att det sjätte utförandet är en vidare- utveckling av det tredje utförandet, varför enbart nytill- komna detaljer beskrivs härnedan.

I det visade utförandet innefattar arbetscylindern 2 en andra inloppsöppning och en andra inloppsventil 39 inrättad att öppna och stänga nämnda andra inloppsöppning. Arbets- cylinderns 2 andra inloppsventil 39 drivs av en andra in- loppsventilaktuator 40 som är förbunden med den andra tryck- luftsledningen 16, och nämnda andra inloppsventil 39 är förbunden med ett andra inloppsgrenrör 41. Företrädesvis innefattar även kompressorcylinder 3 en andra inloppsöppning och en andra inloppsventil 42 inrättad att öppna och stänga nämnda andra inloppsöppning. Kompressorcylinderns 3 andra inloppsventil 42 drivs av en andra inloppsventilaktuator 43 som är förbunden med den andra tryckluftsledningen 16, och nämnda andra inloppsventil 42 är förbunden med det andra inloppsgrenröret 41.

Det andra inloppsgrenröret 41 är förbundet med den andra lufttillförselledning 37 via en manövrerbar flödes- fördelningsventil 44, varvid den tredje tryckluftsledningen 28 sträcker sig från tryckluftstanken 14 till nämnda manövrerbara flödesfördelningsventilen 44 som är inrättad att växlande medge fluidkommunikation mellan den andra lufttillförselledningen 37 och det andra inloppsgrenröret 41 respektive tryckluftstanken 14 och det andra inloppsgrenröret 41. Denna konstruktion medför att den i tryckluftstanken 14 lagrade tryckluften kan nyttjas för att expanderas i arbetscylindern 2 och således driva förbränningsmotorn 1. I de visade utförandet nyttjas även kompressorcylindern 3 för att expandera den i tryckluftstanken 14 lagrade tryckluften.

Nu hänvisas till figur 7, i vilken visas ett sjunde utförande som är en kombination av förbränningsmotorerna enligt figur 5 och figur 6. Med andra ord innefattar det 534 436 16 sjunde utförandet samtliga fördelar med de övriga visade utförandena.

Gemensamt för alla utföranden är att varje enskild arbetscylinder hos förbränningsmotorns kan drivas i två-takt, helt eller delvis stängda inloppsventiler, eller någon fyr-takt, någon annan lämplig takt, takter med blandning därav.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen är ej begränsad blott till de ovan besk- rivna och på ritningarna visade utförandena, vilka enbart har illustrerande och exemplifierande syfte. Denna patent- ansökning är avsedd att täcka alla anpassningar och vari- anter av de föredragna utförandena beskrivna häri, och följaktligen är den föreliggande uppfinningen definierad av ordalydelsen av de bifogade kraven och desammas ekvivalen- ter. Sàledes kan utrustningen modifieras på alla tänkbara sätt inom ramen för de bifogade kraven.

Det skall också påpekas att fastän termerna ”cylindrar och kolvar” för enkelhets skull har använts i kraven såväl som i beskrivningen, skall det inses att även andra typer av arrangemang som är avsedda att växelvis komprimera och expandera en volym inkluderas.

Det skall påpekas att även om det ej är uttryckligen angivet att särdrag från ett specifikt utförande kan kombi- neras med särdragen i ett annat utförande, skall detta anses uppenbart då så är möjligt.

Claims (14)

15 20 25 30 534 436 17 Patentkrav

1. Förbränningsmotor för ett fordon, innefattande åtminstone två cylindrar, varvid det i vardera cylindern är anordnat en rörligt inrättad kolv för att öka respektive minska en av cylindern och kolven gemensamt avgränsad volym, och en tryckluftstank (14) åtminstone två cylindrar, kännetecknad av, förbunden med åtminstone en av nämnda att nämnda åtminstone två cylindrar innefattar minst en arbetscylinder (2) och minst en kompressorcylinder (3), varvid arbetscylindern (2) innefattar en första in- loppsöppning och en första inloppsventil (6) inrättad att öppna och stänga nämnda första inloppsöppning, en första pneumatisk inloppsventilaktuator (8) som driver den första inloppsventilen (6), en utloppsöppning och en utloppsventil (7) inrättad att öppna och stänga nämnda utloppsöppning, en pneumatisk utloppsventilaktuator (9) som driver utlopps- ventilen (7), och en i arbetscylindern (2) rörligt inrättad (4), kompressorcylindern (3) innefattar en första inlopps- öppning och en första inloppsventil (10) inrättad att öppna arbetskolv och stänga nämnda första inloppsöppning, en utloppsöppning (11) nämnda utloppsöppning, och en i kompressorcylindern (3) och en utloppsventil inrättad att öppna och stänga rörligt inrättad kompressorkolv (5) som är operativt (4), tryckluftstanken (14) är förbunden med kompressorcylin- förbunden med och drivs av arbetskolven derns (3) utloppsöppning via en första tryckluftsledning (15), varvid förbränningsmotorn (1) vidare innefattar en andra tryckluftsledning (16) som sträcker sig från nämnda första tryckluftsledning (15) och som innefattar en första flödesventil (17) inrättad att öppna och stänga fluid- kommunikationen från nämnda första tryckluftsledning (15) till nämnda andra tryckluftsledning (16), 10 15 20 25 30 35 534 436 18 varvid arbetscylinderns (2) ator (8) andra tryckluftsledningen (16). första inloppsventilaktu- och utloppsventilaktuator (9) är förbundna med den

2. Förbränningsmotor enligt krav l, kännetecknad av, att kompressorcylindern (3) vidare innefattar en första pneumat- (12) loppsventilen (10), varvid kompressorcylinderns (3) nämnda (12) isk inloppsventilaktuator som driver den första in- första inloppsventilaktuator (16). är förbunden med den andra tryckluftsledningen

3. Förbränningsmotor enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av, att den första tryckluftsledningen (15) innefattar en (18) som är belägen mellan utloppsventil (11) tryckluftstanken (14) och som är inrättad att öppna och stänga fluidkommunikationen mellan tryckluftstanken (14) och kompressorcylinderns (3) manövrerbar flödesventil kompressorcylinderns (3) och utloppsöppning.

4. Förbränningsmotor enligt något av kraven 1-3, kännetecknad av, att den första tryckluftsledningen (15) innefattar en regenerator (19) som är belägen mellan kompressorcylinderns (3) (ll) tryckluftstanken (14). utloppsventil och

5. Förbränningsmotor enligt krav 4, kännetecknad av, att den andra tryckluftsledningen (16) är förbunden med den första tryckluftsledningen (15) mellan regeneratorn (19) och komp- ressorcylinderns (3) utloppsventil (11).

6. Förbränningsmotor enligt något av kraven 1-5, känneteck- nad av, att den andra tryckluftsledningen (16) innefattar en andra flödesventil (20), varvid arbetscylinderns (2) utloppsventilaktuator (9) flödesventil (20), inloppsventilaktuator (8) är belägen uppströms nämnda andra (2) första och kompressorcylinderns (3) och varvid arbetscylinderns 10 15 20 25 30 35 534 436 19 första inloppsventilaktuator (12) (20). är belägna nedströms nämnda andra flödesventil

7. Förbränningsmotor enligt något av kraven l-6, känneteck- nad av, att arbetscylinderns (2) första inloppsöppning är (23), i vilket ett ejektormunstycke (29) mynnar, en tredje tryckluftsledning (28) (14) ejektormunstycke (29), varvid nämnda tredje trycklufts- (28) (30) är inrättad att öppna och stänga fluidkommunikationen från tryckluftstanken (14) (29). förbunden med ett första inloppsgrenrör sträcker sig från tryckluftstanken till nämnda ledning innefattar en manövrerbar flödesventil som till ejektormunstycket

8. Förbränningsmotor enligt något av kraven 1-7, känne- tecknad av, att kompressorcylinderns (3) första inlopps- öppning är förbunden med ett första inloppsgrenrör (23).

9. Förbränningsmotor enligt något av kraven l-7, känneteck- nad av, att kompressorcylinderns (3) första inloppsöppning är förbunden med ett luftintag (24) via en första lufttill- förselledning (31).

10. Förbränningsmotor enligt något av de föregående kraven, kännetecknad, av att arbetscylinderns (2) första inloppsöpp- ning är förbunden med ett första inloppsgrenrör (23), att arbetscylinderns (2) utloppsöppning är förbunden med ett utloppsgrenrör (25), och att förbränningsmotorn (1) vidare innefattar ett överladdningsaggregat (32), varvid utloppsgrenröret (25) är förbundet med ett in- l0PP (33) hos ett turbinhus (34) hos överladdningsaggregatet (32), och det första inloppsgrenröret (23) är förbundet med ett utlopp (35) (36) ningsaggregatet (32) via en andra lufttillförselledning (37). hos ett kompressorhus hos överladd- 10 15 20 25 30 35 534 436 20

11. Förbränningsmotor enligt krav 9, kännetecknad av, att arbetscylinderns (2) första inloppsöppning är förbunden med (23), loppsöppning är förbunden med ett utloppsgrenrör (25), och ett första inloppsgrenrör att arbetscylinderns (2) ut- att förbränningsmotorn (1) vidare innefattar ett överladd- ningsaggregat (32), vidare är utloppsgrenröret (25) för- bundet med ett inlopp (33) hos ett turbinhus (34) hos över- (32), är förbundet med ett utlopp laddningsaggregatet och det första inloppsgrenröret (23) (35) (36) hos överladdningsaggregatet (32) via en andra lufttill- hos ett kompressorhus förselledning (37), varvid nämnda första lufttillförselledning (31) inne- fattar en manövrerbar flödesfördelningsventil (38) som är förbunden med den andra lufttillförselledningen (37) och som är inrättad att växlande medge fluidkommunikation mellan 1 kompressorcylinderns (3) (24) inloppsöppning och den andra lufttillförselledningen (37). första inloppsöppning och luftintaget respektive kompressorcylinderns (3) första

12. Förbränningsmotor enligt krav 10 eller 11, kännetecknad av, att arbetscylindern (2) vidare innefattar en andra in- loppsöppning och en andra inloppsventil (39) inrättad att öppna och stänga nämnda andra inloppsöppning, vilken är förbunden med ett andra inloppsgrenrör (41), att kompressorcylindern (3) vidare innefattar en andra inloppsöppning och en andra inloppsventil (42) inrättad att öppna och stänga nämnda andra inloppsöppning, vilken är för- bunden med nämnda andra inloppsgrenrör (41), varvid det andra inloppsgrenröret (41) är förbundet med nämnda andra lufttillförselledning (37) via en manövrerbar (44), tryckluftsledning (28) sträcker sig från tryckluftstanken flödesfördelningsventil och en tredje (14) till nämnda manövrerbara flödesfördelningsventil (44) som är inrättad att växlande medge fluidkommunikation mellan den andra lufttillförselledningen (37) och det andra 10 15 534 436 21 inloppsgrenröret (41) det andra inloppsgrenröret respektive tryckluftstanken och (41). (14)

13. Förbränningsmotor enligt något av de föregående kraven, kännatecknad av, att vinkelförskjutningen mellan arbetskolvens (4) övre vändpunkt och kompressorkolvens (5) övre vändpunkt är mer än 30 grader, där arbetskolvens (4) kompressorkolvens (5) företrädesvis mer än 40 grader, rörelse ligger före rörelse.

14. Förbränningsmotor enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av, att vinkelförskjutningen mellan arbetskolvens (4) övre vändpunkt och kompressorkolvens (5) övre vändpunkt är mindre än 90 grader, företrädesvis mindre än 80 grader, där arbetskolvens (4) kompressorkolvens (5) rörelse ligger före rörelse.