CH335299A - Steuereinrichtung an einer aufgeladenen Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

  Steuereinrichtung an einer aufgeladenen     Brennkraftmaschine       Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf       eine        Steuereinriehtung    an einer aufgeladenen       Brennkraftmasehine,    und ist insbesondere für       llasehinen    mit abgasturbinengetriebenen.     Auf-          lade-yebläsen    bestimmt.

   Sie besteht darin, dass  in     einer    Luft führenden Leitung ein von  aussen     für    eine bestimmte Drehzahl einstell  bares     Druckregelorgan    vorgesehen ist, bei des  sen Betätigung die Einstellung der     Brennstoff-          zufuhrrnenge    und die Einstellung des     Auf-          liaclelul'td        arehlasses    verändert werden, und dass       1litte    1 vorgesehen sind,     um    die einmal einge  stellte Drehzahl bei sich ändernder     Belastung#          des        :

  Zotors    automatisch konstant zu halten.  



  In einer     Aufladeluft    führenden Leitung  kann mindestens eine auf eine bestimmt einzu  haltende Drehzahl des Motors von aussen     ein-          stellbare        Druekregelstelle        vorgesehen    sein, die  mit mindestens einer, auf von ihr erzeugte       Druekä        nderungen    ansprechenden pneumati  schen Vorrichtung in Verbindung steht, die       autornatiseh        auf    die Förderung der     Brennstoff-          pumpe        einwirkt,

      und dass die gleiche oder eine       zweite    ähnlich betätigte pneumatische     Vor-          rielit.uno@    den     Durchlass    der Ladeluft     auto-          matiseb\        reguliert.    Für den     Durchlass    der     Auf-          ladeluft    kann eine Regelstelle in einem ge  trennten Teilkanal der     Aufladeluftleitung        vor-          -esehen    sein.  



  Bei Ottomotoren kann die     Druekregelstelle          auf    eine     pneumatische    Vorrichtung zur Regu  lierung der Brennstoffdüse einwirken.    Im nachfolgenden werden einige Ausfüh  rungsbeispiele vorliegender Erfindung anhand  der auf beiliegenden Zeichnungen enthaltenen  schematischen Darstellungen beschrieben. Bei  allen Ausführungsbeispielen ist ein abgastur  binengetriebenes     Aufladegebläse    vorgesehen.  



       Fig.l.    zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei  dem die Organe zur Regulierung der Auflade  Luft- und der     Brennstoffmenge    im Zusammen  hang mit Druckverhältnissen in der Eintritts  leitung zum Gebläse dargestellt sind.  



       Fig.2    zeigt die Einrichtung der regulie  renden Organe im Zusammenhang mit der .  Austrittsleitung der vom Gebläse komprimier  ten Luft..  



       Fig.        2a    ist ein Querschnitt der Linie     I-I     der     Fig.    2 entlang.  



       Fig.    3 zeigt die Einrichtung der regulieren  den Organe wiederum im Zusammenhang mit  der Austrittsleitung der vorn Gebläse     kompri-          rnierten    Luft bei einer andern Ausführungs  form.  



       Fig.    4 zeigt. die regulierenden Organe für  die Einrichtung bei Ottomotoren.  



       Fig.    1 zeigt eine Anordnung der Regulier  einrichtung im Ansaugstutzen 3 vor dem Ge  bläse B. Der Ansaugstutzen hat zwei Kanäle.  In einem     Venturirohr    2 des einen Kanals ist  eine als     Druckregelklappe    wirkende Klappe  eingebaut. Ein Gestänge 4 wird. zur Einstel  lung des     Druckregelorgans    1, bestehend aus  dem     Venturirohr        lind    der     Druckregelklappe,         verwendet. Ein pneumatischer Regler mit       Membranblock    10 an der Brennstoffpumpe 14  des Motors ist mit einer Leitung 12 mit dem       Venturirohr    2 und mit einer Leitung     10a    mit  der.

   Atmosphäre verbunden. Die Anschluss  stellen dieser Leitungen     10a    und 12 liegen vor  bzw. hinter einer Membran, die mit der Regel  stange 6 verbunden ist. Der im Rohr 12 herr  schende Druck wirkt auf die eine und der  Aussendruck in der Leitung     10a    auf die andere       Membranseite.    Im andern Kanal des Ansaug  stutzens ist eine Sperrklappe 20 eingebaut,  diese wird     mittels    eines Gestänges 15 von der  Regelstange betätigt bzw. geöffnet oder ge  schlossen.  



  Durch Druckänderungen im     Venturirohr     2 und in der Leitung 12 wird die Regelstange  6 der Brennstoffpumpe 14 von der Membran  des Blockes 10 betätigt, so dass dem Motor eine  Brennstoffmenge zugeführt wird, die der ge  wünschten Leistungsabgabe bei der gewählten  Drehzahl des Motors entspricht. Um nun dem  Motor bei Belastungsänderung die dazu erfor  derliche Brennstoff- und zugehörige Luftmenge  zuzuführen, wird eine Klappe 20 im andern  Kanal des Ansaugrohres vorgesehen. Bei zu  nehmender Belastung des Motors wird die  Regelstange 6 in Richtung  voll      bewegt,    dabei  wird die Klappe 20 mit dem Gestänge 15 ein  gestellt. Ein Dämpfer 7     sorgt    dafür, dass       Schwingungen    der Regelstange unterdrückt  werden.  



  Für verschieden grosse Belastung des Mo  tors wird die     Druckregelklappe    1 für die er  forderliche Drehzahl am Sektor     S    eingestellt,  wonach die Betätigung der Klappe 20     auto-          inatisch    erfolgt.  



       Fig.    2 zeigt eine Ausführung der Regulier  einrichtung, bei der in einem nicht unterteilten  Druckstutzen 17 nach dem     Aufladegebläse    8  ein     Venturirohr,    das in zwei Kanäle unterteilt  ist, eingebaut wird. Die Teilkanäle sind durch  eine Wand 18 voneinander getrennt und ent  halten die Klappen 1' und 20'     (Fig.        2a),        wel-          ehe        funktionell    den Klappen 1 und 20 der       Fig.    1 entsprechen.

   Zur Betätigung der  Klappe 1 ist in diesem Falle ein Fusshebel  gestänge 4' unter     Federwirkung    vorgesehen,    anstatt eine Einstellvorrichtung mit verschie  denen Einstellstufen, wie das in     Fig.    1 dar  gestellt ist. Die Regelklappe 20' wird bei die  ser Ausführung vom Gestänge 15' von der  Membran 5' eines eigenen     Membranblocks    5  betätigt. Der     Membranblock    5 ist mit einer  Leitung 19 mit dem Druckstutzen 17 verbun  den.

   Der in dieser Leitung herrschende Druck  wird zur Beeinflussung des Gestänges 15', das  mit der Membran 5' verbunden ist und zur  direkten Einstellung der Klappe 20' dient; um       Schwingungen    in diesem     Sv        stem    zu vermeiden,  ist ein Dämpfer 7' vorgesehen. Das Grössen  verhältnis der beiden Klappen 1' und 20' ist je  nach     Aufladehöhe    verschieden.  



  Der     Membranbloek    10 wird nur noch zur  Einstellung der Regelstange 6 der Einspritz  pumpe     1-1    verwendet. Die Leitung 12 ist. am       Venturirohr    2', das die Klappe 1' enthält und  die Leitung     1.1    gleich wie die Leitung 19 ist  am Druckstutzen. 17 angeschlossen. Die Mem  bran des     Bloekes    10 wird vom     Drttekunter-          schied    in den Leitungen 11 und 12 beeinflusst  und die     Regelstange    der     Membranbewegung     entsprechend eingestellt..

   Mit der als Druck  regelklappe wirkenden Klappe 1' wird die     ge-          wünschte    Drehzahl und mit der Regelklappe  20' die der Belastungsgrösse entsprechende       Aufladeluft    eingestellt; gleich wie das bei einer  :Ausführung nach     Fig.    1 mit den Klappen 1  und 20 vor sich geht. Die Ausführung nach       Fig.        \_'    ist einfacher als diejenige nach     Fig.    1,  weil für die     Aufladeluft    nur eine Rohrleitung       1.7    nötig ist.

   Die Klappe 1 könnte     ebenfall     mit einem in     Fig.    1 dargestellten Gestänge 1  nach     Fig.    2 verwendet werden, wobei je  nach der Verwendung des Motors die eine oder  andere Ausführung vorteilhafter ist.  



  Wird die Belastung des Motors grösser, so  sinkt die Drehzahl des Motors, worauf der  Unterdruck in der Leitung 12 und vor der  Membran des Blockes 10 sieh stärker verklei  nert als in der Leitung 11 und nach der Mem  bran des Blockes 10, so dass die Regelstange 6  der     Brennstöffpumpe    14 von der Membran  feder     10b    in Richtung vermehrter Brennstoff  zufuhr betätigt, das abgasturbinengetriebene  Gebläse mehr Ladeluft liefert und zugleich die      verkleinerte Motordrehzahl nachreguliert wird.

    Durch den erhöhten Ladedruck im Stutzen 17  und der Leitung 19, der durch die höhere Be  lastung des Motors entsteht, wird die Mem  bran 5' im Block 5 entgegen der Federkraft 5"  in der Richtung bewegt, bei der die Klappe 20'  über das Gestänge 15' für einen grösseren       Durchlass    der Ladeluft sich öffnet. Bei höch  ster Belastung ist die Klappe ganz offen.  



       Fig.    3 zeigt eine Anordnung der Regulier  einrichtung ohne Drosselklappe 1. Es ist nur  eine Regelklappe 20" im     Venturi    2" vorhan  den. Die Brennstoffzufuhr zum. Motor wird  durch die in der     Ladeluftleitung    17 und im       Venturi    2" herrschende Druckdifferenz via  Leitungen 11 und 12 von der Membran im  Block 10, die mit der Regelstange 6 verbunden  ist,     reguliert.    Wie in     Fig.    2 ist ein Membran  block 5 zur Betätigung der Regelklappe 20"  vorgesehen. In diesem Falle wird jedoch eine  zusätzliche     Betätigung    der Regelklappe mit  dem unter Federdruck stehenden Fusshebel  15" vorgesehen.

   Wie in dieser Figur darge  stellt, wirkt der Fusshebel auf das Gehäuse des       Membranblockes    5 und das Gestänge 21, das  zur     Betätigung    der Klappe 20" dient. Der  Anschluss der Leitung 19 am     Membranblock     erfolgt deshalb über eine flexible Verbindung  19'. Zur Begrenzung der     Fusshebelbewegung     werden Anschläge 24 und 25 vorgesehen. Wird  die Klappe 20" mehr geöffnet, so wird die       Druekdifferenz    zwischen den Leitungen 11  und 12 kleiner, infolgedessen bewegt sich die  Regelstange in Richtung  voll .

   Bei einer be  stimmten Stellung des Hebels 15" kann durch  Anwachsen des     Gebläsedruekes    die Klappe 20"  mehr und beim     Kleinerwerden    des Gebläse  druckes weniger geöffnet werden. Wird der  Hebel 15" gegen den Anschlag 24 bewegt, so  wird die Klappe 20" in die für kleinsten       Durehlass    bestimmte Stellung gedreht, was der  niedrigsten Motordrehzahl entspricht. Jede  Veränderung in der Stellung des Fusshebels  75" erzeugt eine Verminderung oder Vermeh  rung der Brennstoffzufuhr entsprechend dem  zugehörigen kleineren oder grösseren Luft  durchlass, der von der Klappe 20" bestimmt  wird.

           Fig.4    zeigt eine Reguliereinrichtung, die  im .Ansaugstutzen 3"' eines mit Abgasturbine  getriebenen Gebläses für einen aufgeladenen  Vergasermotor angeordnet ist. Im Ansaug  stutzen vor dem Gebläse befindet sich der  Drosselkegel 1<B>'</B> im     Venturi    2"' und die Brenn  stoffzufuhrdüse 9"' des Vergasers.

   Der Dros  selkegel 1"' wird von aussen mittels Hand- oder  Fusshebel via Gestänge 4"', 21"' sowie vorn  Druck in der Leitung 19"' zum     Membranblock     5"' über die darin vorgesehene Membrane un  mittelbar vor der Zahnstange Z und dem  Zahnrad R automatisch     betätigt.    Der     Mem-          branblock    10"' ist     einerseits    mit der Leitung  12"' mit dem     Venturi    2"' und anderseits  über die Leitung 11"' mit der Aussenluft ver  bunden. Via Gestänge 22"' wird die Brenn  stoffdrossel 23"' betätigt, die die Brennstoff  zufuhr zur Düse 9"' einstellt.

   Durch die Be  tätigung des Reguliergestänges 4"' von aussen  wird via das Gehäuse des     Membranblockes    5"'  und das Gestänge 21"' der Drosselkegel 1"'  verschoben. Dadurch ändert der Druck in der  Leitung 12"', wodurch die mit dem Gestänge  22"' verbundene Membran und damit die  Brennstoffzufuhr zur Düse 9"' beeinflusst  wird. Das System wird auf die gewünschte  Leerlaufdrehzahl des Motors einreguliert. Bei  Betätigung des Drosselkegels 1"' mit dem Ge  stänge 4"' wird die Drehzahl des Motors regu  liert. Vom variierenden Unterdruck in der  Leitung 12"' gesteuert, wird der Düse     9"'     des Vergasers bzw. dem Motor die dazu nötige  Brennstoffmenge zugeführt.

   Wenn der Motor  belastet wird, fällt zunächst die Drehzahl in  'geringem Masse, wodurch der     Druckunter-          schied    gegenüber der Atmosphäre im     Venturi     2"' verringert wird. Dieser verringerte Druck  unterschied bewirkt eine Betätigung des     Mem-          branblockes        11"'    in Richtung vermehrter  Brennstoffzufuhr durch Verschiebung des Ge  stänges 22"' und öffnen der     Brennstoffdüse     23"'. Durch diese erhöhte Brennstoffzufuhr  und die erhöhte Motorbelastung steigt die  Temperatur vor der Turbine und damit die  Drehzahl des Turbogebläses und zugleich der       Aufladedruck    im Rohr 17.

   Durch diese Druck  erhöhung wird der     Membranblock    5"' via      Leitung 19"' betätigt, und zwar so, dass der       Venturikegel    1"' via Gestänge 21"' geöffnet  wird, das heisst der Querschnitt. im     Venturi    2"'  wird grösser. Dadurch erfolgt eine Erhöhung  der     Ansaugluftmenge    und gleichzeitig eine  entsprechende Erhöhung der     Brennstoffmenge,     indem durch Verkleinerung des Druckunter  schiedes im     Venturi    2" via Leitung 12"'     Meni-          branblock    11<B>'</B>, Gestänge     22"',    die Düse 23"'  weiter geöffnet wird.

   Wenn. die vom Motor ver  langte     Belastung    erreicht ist, stellt sich     ain     Turbolader ein bestimmter     Aufladedruck    ein,  wodurch der     Membranblock    5"' in eine be  stimmte Ruhelage versetzt wird, womit der     öff-          zLungsquerschnitt        imVenturi    2"' ebenfalls einen  bestimmten Wert erreicht.

   Durch die     nim        kon-          tant    gewordene     Ansaugluftmenge    wird auch  s<B>s</B>  die Druckdifferenz zwischen dem Unterdruck  im     Venturi    2"' und der Atmosphäre konstant,  wodurch via     Membranblock    11"' die Düse 23"'  eine konstante Brennstoffmenge freigibt. Da  durch sind die der Belastung des Motors ent  sprechende Brennstoff- und Luftmenge und  der     zugehörige        Aufladedruck    erreicht, womit.       Beharrilngszustand    eintritt.

   Die     Konstant-          haltung    der Drehzahl. bei dieser erhöhten Be  lastung tritt dadurch ein,     da.ss    einmal der Be  tätigungshebel 4" in Ruhe bleibt, wodurch so  wohl der     Venturikegel    1"' und damit die Luft  zufuhr sowie die Düse 23<B>...</B> und damit die  Brennstoffzufuhr unverändert bleiben. Ander  seits diktiert die vom Motor verlangte Bela  stung (durch die angetriebenen Maschinen wie  Fahrzeug, Generator, Pumpe usw.) einen be  stimmten Mitteldruck in den     -Motorzylindern.     Der Motor liefert seinerseits Abgase von be  stimmtem Druck und Temperatur auf die Ab  gasturbine. Hierdurch stellt sich am Turbo  lader ein der konstanten Drehzahl entspre  chender bestimmter Druck ein.

   Somit be  stehen keine Grössen mehr, die eine     Verände-          rung    im     Betriebszustand    des ganzen Aggre  gates herbeiführen könnten, womit die Kon  stanz im Betriebszustand eintritt. Voraus  setzung ist natürlich, dass die     R.eguliervorrielr-          tungen    vorher aufeinander abgestimmt wer  den.

      Bei konstant bleibender Drehzahl und Be  lastung des Motors wird der     Gebläsedruck    kon  stant gehalten. Ändert sich jedoch der     Be-          lastun        -szustand,    so wird der     Reguliervorgang     von     neuem    selbsttätig in Bewegung gesetzt.

Claims (1)

1' ATEM TAX SPRL CH Steuereinrichtun- an einer aufgeladenen Brennkraftniaschine, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Luft führenden Leitung ein von aussen für eine bestimmte Drehzahl einstell bares Driickre@,@,elor-an vorgesehen ist, bei des sen.

Betätigdie Einstellung der Brennstoff- zufuhrmenge' und die Einstellung des Auf- ladeluftdurehlasses verändert. werden, und dass Mittel vorgesehen sind, inn die einmal ein uestellte Drehzahl bei sich ändernder Bela stung des -Motors automatisch konstant zii halten. <B>UNTERANSPRÜCHE</B> 1.

Einrichtung, nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, da-ss die durch Verstel lung des 1)ruekregelorg@ans erzeugten Druck änderungen auf eine pneumatische Vor rich- tung übertragen werden, die automatisch auf die \Förderung einer Brennstoffpumpe ein wirkt.

2. Einrichtung nach Untei-a.nsprueh 1, da durch m#ekennzeiehnet, dass das Druekregel- organ ein Drosselorgan ist und dass für den Durchlass der jlufladeluft ein zweites Drossel- argan in einem. getrennten Teilkanal der Auf- ladehiftleitiing vorgesehen ist.

3. Einrichtung naeli Patentanspruch, da durch uekennzeielinet., dass die dureli das Drtickregelorgaii (1"', ?"') erzeugten Druck änderungen. auf eine pneumatische V orrieh- tung (11 "') einwirken, die ihrerseits das Brennstoffzufuhrorgan eines Vergasers regu liert.

4.. Einrichtung nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass das Drueli:re(rel- organ -und das Brennstoffzufuhrorgan ini Sangrohr eines Gebläses vorgesehen sind und für die Einstelhin- des 1)riiekregelorgans zum Konstanthalten der Drehzahl des Motors eine pneumatische Vorrichtung vorgesehen ist, die auf Druckänderungen im Druckrohr (17) des Gebläses anspricht. 5.

Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass in der Aufladeluft- leitung eine Drosselklappe vorgesehen ist und im Abstand angeordnete Abzweigleitungen (11., 12) vorgesehen sind, die mit einem auf Druck- mitersehiede in der Aufladeleitung anspre- elienden Apparat (10) verbunden sind, der die Einstellung der Brennstoffzufuhr betätigt. 6.

Einrichtung nach Patentarlsprueh, da durch. gekennzeichnet, dass an die Auflade luftleitung im Abstand angeschlossene Ab zweigleitungen (11., 12) und eine Drossel klappe vorgesehen sind, die mit. einem auf I>ruekunterschiede in der Aufladeluftleitung ansprechenden Apparat (10) zur Einstellung der Brennstoffzufuhr verbunden sind und dass zur Verstärkung der Druckunterschiede an den Anschlussstellen der Abzweigleitungen ein Venturirohr an der Stelle der Aufladeluft- leitung, von der eine Abzweigleitung (12) abgeht,

eingebaut ist. 7. Einrichtung nach Patentansprueh, da durch gekennzeichnet, dass in mindestens einem Durehlassquerschnitt der Aufladeluftleitung mindestens eine Drosselklappe eingebaut ist.

B. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Saugrohr des Aufladegebläses in zwei Teilkanäle mit ein- rebauten Drosselklappen (1, 20) unterteilt ist, wobei die eine Drosselklappe, welche zum Druckregelorgan gehört, von aussen einstellbar ist, und die andere Drosselklappe in Abhängig keit von der Einstellung der ersten Drossel klappe automatisch betätigt wird. 9.

Einrichtung nach Patentanspruch, da clureh gekennzeiehnet, dass in zwei getrennten Teilkanälen der Aufladeluftleitung Drossel klappen eingebaut sind, wobei in einem Teil kanal zur Bildung des Druckregelorgans ein V enturirohr und eine Drosselklappe eingebaut sind, und im zweiten Teilkanal eine andere Drosselklappe eingebaut ist, die in Abhängig- ';eit von der Einstellung der ersten Drossel klappe automatisch eingestellt wird. 10.

Einrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die Einstel lung der zweiten Drosselklappe ein auf Druck unterschiede in der Aufladeluftleitung gegen über dem Aussendruck ansprechender Appa rat vorgesehen ist. 11..

Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Aufladeluft- zuleitkanal in zwei Kanäle unterteilt ist und in einem der Teilkanäle das Druckregelorgan zur Steuerung der Fördermenge einer Brennstoff einspritzpumpe vorgesehen ist und im andern Teilkanal eine Drosselklappe eingebaut ist, die über ein Gestänge von der Regelstange der Einspritzpumpe aus automatisch eingestellt wird, um die der Brennstoffördermenge ent sprechende Ladeluftmenge dem Motor zuzu- Aihren. 1.2.

Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Druckregel organ (1') und eine Drosselklappe (20') in ein und demselben Aufladeluftzuleitungs- kanal eingebaut sind, von denen jede einen Teil des Durchgangsquerschnittes öffnet oder schliesst und die Drosselklappe (20') von einer von der pneumatischen Vorrichtung (10) des Druckregelorgans getrennten pneumatischen Vorrichtung (5), die auf den Druck der Auf ladeluft anspricht, derart betätigt wird, dass bei Erhöhung des Druckes der Aufladeluft der Durchlass für dieselbe grösser wird. 13.

Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Einstellung des Druckregelorgans zur Einhaltung einer be stimmten Drehzahl des Motors bei Belastungs änderungen in Abhängigkeit vom Ruflade druck von einer pneumatischen Vorrichtung geändert wird, um dem Motor die entspre chend seiner Belastung erforderliche Auf- ladeltift zuzuführen. 14. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Druckregel organ aus einer Drosselklappe und einem Venturirohr besteht.