DD153718A1

DD153718A1 - WORKING PROCEDURE FOR A SELF-BRAKING INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: DD153718A1
Application number: DD80224720A
Authority: DD
Inventors: Hanns-Guenter Bozung; Jakob Bucher
Original assignee: Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Priority date: 1979-10-30
Filing date: 1980-10-23
Publication date: 1982-01-27
Also published as: FR2468747B1; ES8106958A1; FR2468747A1; ES496128A0; JPS5675922A; GB2062752A; GB2062752B; DE2943729C2; JPH0140210B2; IT1133874B; IT8025304A0; DE2943729A1

Abstract

Die Erfindung bezweckt die Bereitstellung eines Arbeitsverfahrens fuer eine selbstzuendende Brennkraftmaschine, welches eine Betriebskostenreduzierung der Brennkraftmaschine ermoeglicht, wobei eine Reduzierung des Brennstoffverbrauchs ueber den gesamten Lastbereich ohne Ueberschreitung des fuer Vollast vorgegebenen maximalen Zuenddruckes erzielbar ist. Bei einer selbstzuendenden Brennkraftmaschine mit einem mit Stauaufladung arbeitenden Abgasturbolader,dessen in der Abgasturbine dem Turbinenrad in Abgasrichtuvorgeschalteter Leitapparat zwecks Aenderung des Durchlassquerschnittes verstellbar ist, ist nunmehr erfindungsgemaess vorgesehen, dass der Durchlassquerschnitt des Leitapparates derart eingestellt wird, dass er im unteren Lastbereich auf maximalen Durchlassquerschnitt gestellt, im mittleren Lastbereich auf minimalen Durchlassquerschnitt gestellt und im oberen Lastbereich wieder auf maximalen Durchlassquerschnitt gestellt wird und ausserdem in diesem Lastbereich gleichzeitig der Einspritzzeitpunkt gegenueber jenem des mittleren Lastbereiches spaeter gelegt wird.The invention aims to provide a working method for a selbstzuendende internal combustion engine, which allows a reduction in operating costs of the internal combustion engine, with a reduction in fuel consumption over the entire load range without exceeding the full Zuend given maximum Zuenddruckes achievable. In a selbstzuendenden internal combustion engine with a turbocharger working with congestion charging, the turbomachine in the Abgasrichtuvorgeschalteter nozzle is adjustable to change the passage cross-section is now erfindungsgemäaess provided that the passage cross-section of the nozzle is set such that it placed in the lower load range to maximum passage cross-section , is set in the middle load range to minimum passage cross-section and in the upper load range is again set to maximum passage cross-section and also in this load range at the same time the injection time is placed over that of the middle load range later.

Description

2 2 4 7 2 0 -i-2 2 4 7 2 0 -i-

Berlin, den 9.2.1981 WP P 02 B/224 720 58 094/27Berlin, 9.2.1981 WP P 02 B / 224 720 58 094/27

Arbeitsverfaiiren für eine selbstzündende BrennkraftmaschineArbeitsverfaiiren for a self-igniting internal combustion engine

Anwendungsgebiet der Erfindung Application area of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsverfahren für eine selbstzündende Brennkraftmaschine mit einem mit Stauaufladung arbeitenden Abgasturbolader, dessen in der Abgasturbine dem Turbinenrad in Abgasrichtung' vorgeschalteter Leitapparat zwecks Änderung des Durchlaßquerschnittes verstellbar ist*The present invention relates to a working method for a self-igniting internal combustion engine with a turbocharger operating with accumulation charge, whose turbomachine in the exhaust gas upstream directional nozzle is adjustable in order to change the passage cross section *

Charakt eristik der bekannt en technischen LösungenC harakt erikestik de known technical solution s

Die CH-PS 107 453 offenbart beispielsweise in ihrer Pig. 4 eine Brennkraftmaschine mit einem mit Stauaufladung arbeitenden Abgasturbolader, bei dem der Zuströmquerschnitt von dessen Abgasturbine durch ein Stellorgan veränderbar ist· Dieses Stellorgan ist Teil einer Stelleinrichtung und einerseits unter Zwischenschaltung eines Gestänges an einen Drehzahlregler der Brennkraftmaschine sowie andererseits an einen vom Ladeluftdruck beeinflußten Druckregler _;J angekoppelt. Der Drehzahlregler bringt das Stellorgan dabei in eine Grobeinstell-Lage, in der jeweils einer bestimmten Drehzahl zugeordnet der Zuströmquerschnitt der Abgasturbine einen bestimmten Wert einnimmt, mithin die Zunahme oder Abnahme der Drehzahl unmittelbar zur Vergrößerung bzw» Verkleinerung des Zuströmquerschnittes führt, während der auf den Ladedruck ansprechende Regler das Stellorgan in seine jeweilige Endlage entsprechend dem momentanen Ladeluftdruck bringt. In einem bestimmten Lastbereich der Brennkraftmaschine ist somit ein bestimmter, größenmäßig' angepaßter Zuströmquerschnitt zur Abgasturbine freigegeben, wodurch sichFor example, CH-PS 107 453 discloses in its Pig. 4 an internal combustion engine with a turbocharger working with accumulation charge, in which the inflow cross section of the exhaust gas turbine is variable by an actuator · This actuator is part of an adjusting device and on the one hand with the interposition of a linkage to a speed controller of the internal combustion engine and on the other hand to a pressure regulator influenced by the charge air pressure _; coupled. The speed controller brings the actuator thereby in a coarse adjustment position, in each of which a certain speed associated with the inflow of the exhaust gas turbine occupies a certain value, thus the increase or decrease of the speed directly to increase or »reduction of Zuströmquerschnittes leads, while on the boost pressure responsive controller brings the actuator in its respective end position corresponding to the current charge air pressure. In a certain load range of the internal combustion engine is thus a certain 'size' adapted inflow cross section released to the exhaust gas turbine, which is

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in diesem Lastbereich, aufgrund der vorhandenen Abgasmenge und der daraus resultierenden Abgasenergie ein bestimmter Ladeluftdruck einstellt· In dieser Vorveröffentlichung ist jedoch weder etwas über das Verhalten der Brennkraftmaschine in Bezug auf den Brennstoffverbrauch noch etwas über eine bestimmte Art der Steuerung des Zuströmquerschnittes zur Erzielung eines minimalen Brennstoffverbrauches ausgesagt·However, in this pre-publication, neither is anything about the behavior of the internal combustion engine with respect to fuel consumption nor about any particular way of controlling the inflow section to achieve minimum fuel consumption testified ·

Ziel der Erfindung Object of the invention

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Arbeitsverfahrens für eine selbstzündende Brennkraftmaschine, welches eine Betriebskostenreduzierung der Brennkraftmaschine er-•möglicht.The aim of the invention is to provide a working method for a self-igniting internal combustion engine, which allows an operating cost reduction of the internal combustion engine.

Darlegung des Wesens derjgrfindungDarlegun g de s being derjgrfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer selbstzündenden Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art ein Arbeitsverfahren anzugeben, durch das eine Reduzierung des Brennstoffverbrauchs über den gesamten Lastbereich ohne Überschreitung des für Vollast vorgegebenen maximalen Zünddruckes erzielbar ist.The object of the invention is to provide in a self-igniting internal combustion engine of the type mentioned a working method by which a reduction in fuel consumption over the entire load range can be achieved without exceeding the predetermined full load maximum ignition pressure.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Arbeitsverfahren für eine selbstzündende Brennkraftmaschine mit einem mit Stauaufladung arbeitenden Abgasturbolader, dessen in der Abgasturbine dem Turbinenrad in Abgasrichtung vorgeschalteter Leitapparat zwecks Änderung des Durchlaßquerschnittes verstellbar ist, wobei erfindungsgemäß der Durchlaßquerschnitt des Leitapparates derart eingestellt wird, daß erThe object is achieved by a working method for a self-igniting internal combustion engine with a turbocharger working with congestion charging, whose upstream in the exhaust turbine the turbine in the direction of flow diffuser is adjustable to change the passage cross section, according to the invention the passage cross section of the nozzle is set such that it

a) im unteren Lastbereich auf maximalen Durchlaßquerschnitt gestellt,a) in the lower load range set to maximum flow cross-section,

b) im mittleren Lastbereich auf minimalen Durchlaßquerschnitt gestellt undb) placed in the middle load range to minimum passage cross-section and

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c) im oberen Lastbereich, wieder auf maximalen Durchlaßquerschnitt gestellt wird und außerdem in diesem Lastbereich gleichzeitig der Einspritzzeitpunkt gegenüber jenem des mittleren Lastbereiclies später gelegt wird·c) in the upper load range, is again set to maximum passage cross-section and also in this load range at the same time the injection timing is set against that of the middle Lastbereiclies later ·

Vorteilhafterweise ist dabei vorgesehen, daß der Übergang von einem Durchlaßquerschnitt des Leitapparates auf einen anderen, um einen Rückstau im Abgasturbolader mit der Folge eines etwaigen Pumpens desselben zu verhindern, stetig erfolgt. Zweckmäßig ist darüber hinaus, wenn die Verstellung des Leitapparates beim Übergang von einem Lastbereich in einen anderen automatisch in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsparametern der Brennkraftmaschine erfolgt.Advantageously, it is provided that the transition from a passage cross section of the distributor to another, in order to prevent a backflow in the exhaust gas turbocharger with the result of any pumping thereof, takes place continuously. In addition, it is expedient if the adjustment of the distributor during the transition from one load range to another is effected automatically as a function of different operating parameters of the internal combustion engine.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Verstellung des Leitapparates durch eine diesem zugeordnete Stelleinrichtung durchgeführt wird, die entsprechende Steuerbefehle von einer Steuereinrichtung, die die Steuerbefehle aufgrund von zwei in sie eingespeisten Betriebsparametern, nämlich dem Ladeluftdruck und der Lage des den Pumpenkolben einer Einspritzpumpe verstellenden Führungsgestänges bei Auftreten bestimmter Größen derselben abgibt, erhält.In a further embodiment of the invention, it is provided that the adjustment of the diffuser is performed by a control device associated therewith, the corresponding control commands from a control device, the control commands due to two fed into them operating parameters, namely the charge air pressure and the position of the pump piston of an injection pump displacing guide linkage when certain sizes of the same gives, receives.

Im Sinne der Erfindung ist außerdem, wenn der Ladeluftdruck durch eine Drucknießeinrichtung gemessen, in dieser in einen entsprechenden elektrischen Wert umgewandelt und in dieser Form der Steuereinrichtung zugeführt wird.In the context of the invention is also when the charge air pressure measured by a Drucknießeinrichtung, converted into this in a corresponding electrical value and supplied in this form of the control device.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß die jeweilige Lage des Führungsgestänges durch in Abhängigkeit von dieser erzeugte elektrische Signale nachgebildet ist, die der Steuereinrichtung zur Weiterverarbeitung zugeführt werden«Another feature of the invention is to be seen in that the respective position of the guide linkage is simulated by electrical signals generated in response to this, which are supplied to the control device for further processing «

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Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Arbeitsverfahrens ist ein Brennstoffverbrauch erzielbar, der erheblich unter dem einer Brennkraftmaschine liegt, die mit unverstellbarem Durchlaßquerschnitt des Leitapparates in der Hochdruckturbine des Abgasturboladers arbeitet₀ Pur die Brennstoffverbrauchsreduzierung im oberen Lastbereich ist die Einbindung der Einspritzpumpe in das erfindungsgemäße Verfahren mit der Möglichkeit der Änderung des Einspritzzeitpunktes maßgebend beteiligt. Die Brennstoffverbrauchsreduzierung und damit auch die hieraus resultierende erhebliche Betriebskostenreduzierung ist dabei in der Praxis weitgehend durch sinnfällige Ausnutzung der in der Brennkraftmaschine ohnehin vorhandenen Aggregate und ohne unzulässige Überschreitung bestimmter konstruktiv vorgegebener Grenzwerte realisiert, so daß für eine Anwendung des erfindungsgemäßen Arbeitsverfahrens auch bei bereits bestehenden Betriebseinheiten nur geringfügige Umbaumaßnahmen im Bereich der Steuerung und der Einspritzpumpe erforderlich sind«By applying the operating method according to the invention, a fuel consumption can be achieved, which, under the an internal combustion engine is significantly working with unverstellbarem passage cross section of the diffuser in the high pressure turbine of the exhaust turbocharger ₀ Pur the fuel consumption reduction in the upper load range is the integration of the injection pump in the inventive method, with the possibility the change in the injection time decisively involved. The fuel consumption reduction and thus the resulting significant reduction in operating costs is realized in practice largely by obvious utilization of the already existing in the engine units and without undue exceeding certain design limits, so that for an application of the working method according to the invention even with existing operating units only minor modifications to the control and injection pump are required «

AusführungsbeispielAusführungsbe isp iel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden« In der zugehörigen Zeichnung zeigernThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment «In the accompanying drawing show

Fig« 1: einen zweistufigen Abgasturbolader in schematischer Darstellung mit verschiedenen Einrichtungen zur Durchführung des Arbeitsverfahrens,1 shows a two-stage exhaust gas turbocharger in a schematic representation with various devices for carrying out the working method,

Pig. 2: ein Diagramm, das die Beeinflussung der Einspritzpumpe bei Anwendung des Arbeitsverfahrens zeigt,Pig. FIG. 2: a diagram showing the influence of the injection pump when the working method is used, FIG.

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Fig. 3: ein Diagramm mit den Leistungsbereichen der Brennkraftmaschine und einer Abszisse, auf der die Leistung in Prozent aufgetragen ist und als Abszisse für die in den Fig. 3 bis 7 dargestellten v/eiteren Diagramme dient,3 shows a diagram with the power ranges of the internal combustion engine and an abscissa, on which the power is plotted in percent and serves as abscissa for the v / eiteren diagrams shown in FIGS. 3 to 7,

Fig. 4: ein Diagramm, das die Querschnittsveränderungen des Leitapparates bei Ausführung des Arbeitsverfahrens zeigt,4 shows a diagram which shows the cross-sectional changes of the distributor during execution of the working method,

Fig» 5: ein Diagramm, das den Verlauf des Zünddruckes bei Ausführung des Arbeitsverfehrens zeigt,FIG. 5: a diagram showing the course of the ignition pressure when carrying out the work,

Fig, 6.: ein Diagramm, das den Verlauf des Verbrennungsluftverhältnisses bei Anwendung des Arbeitsverfahrens zeigt,Fig. 6 is a graph showing the course of the combustion air ratio when the working method is used;

Fig« 7; ein Diagramm, das die Kurve des effektiven Brennstoffverbrauches bei Anwendung des Arbeitsverfahrens zeigt.Fig. 7; a diagram showing the curve of the effective fuel consumption using the working method.

Es sei eingangs erwähnt, daß das erfindungögemäße Arbeitsverfahren bei Brennkraftmaschinen mit ein- oder mehrstufigem Abgasturbolader anwendbar ist, die Erläuterung desselben jedoch anhand eines zweistufig ausgebildeten Abgasturboladers durchgeführt ist, da diese Art der Aufladung in stärkerem Maße bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen und insbesondere Großdieselmotoren angewandt ist.It should be mentioned at the outset that the erfindungögemäße working method is applicable to internal combustion engines with single or multi-stage exhaust gas turbocharger, the explanation of the same, however, is carried out using a two-stage exhaust gas turbocharger, since this type of charging is used to a greater extent in self-igniting internal combustion engines and in particular large diesel engines.

Der in Fig« 1 dargestellte zweistufige Abgasturbolader besitzt eine Hochdruckstufe 1 mit einer Ilochdrucktrubine 2 und einem hiervon angetriebenen Hochdruckverdichter 3, sowie einer Niederdruckstufe 4 mit einer iiiederdruckturbineThe two-stage exhaust-gas turbocharger shown in FIG. 1 has a high-pressure stage 1 with an idler pressure trolley 2 and a high-pressure compressor 3 driven therefrom, as well as a low-pressure stage 4 with a low-pressure turbine

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5 und einem hiervon angetriebenen Niederdruckverdichter β_β Die Hochdruchturbine 2 sowie die Hiederdruckturbine 5 sind als axial durchströmte Turbinen ausgebildet und koaxial nebeneinander angeordnet» Die Hochdruckturbine 2 und der Hochdruckverdichter 3 der Hochdruckstufe 1 sowie die iiiederdruckturbine 5 und der Niederdruckverdichter 6 der Hiederdruckstufe 4 sind jeweils auf einer zur andern axial fluchtenden Welle 7 bzw. 8 angeordnet; außerdem ist der Abgasauslaß 9 der Hochdruckturbine 2 ohne Zwischenschaltung einer Umlenkvorrichtung unmittelbar in den Abgaseinlaß 10 der entgegengesetzt gerichtet sich drehenden liederdruckturbine 5 einmündend angeordnet· Die Hochdruckturbine 2 der Hochdruckstufe 1 besteht aus einem Turbinenrad 11, einem Leitapparat 12 und einer Zuführspirale 13 mit Ansaugstutzen 14» der in nicht dargestellter, an sich bekannter Weise über einen Plansch direkt mit der Abgassammelleitung einer ebenfalls nicht dargestellten selbstzündenden Brennkraftmaschine verbunden ist· Die Hochdruckturbine 2 der Kochdruckstufe 1 v/ird im Betrieb mit durch einen Pfeil 15 gekennzeichneten Abgasen d.er Brennkraftmaschine beaufschlagt, wobei diese Abgase aus der AbgasSammelleitung kommend über den Ansaugstutzen 14 in die Zuführspirale 13 der Hochdruckturbine 2 eingespeist v/erden. Letztere dient zur gleichmäßigen Beaufschlagung der über den gesamten Umfang des Turbinenrades 11 der Hochdruckturbine 2 verteilten Schaufeln 16 durch die ankommenden Abgase sowie zur Erzeugung einer hohen Abgasgeschwindigkeit_e Der Hochdruckverdichter 3 besteht aus einem Radialverdichterrad 17 mit entsprechend angeordneten Schaufeln 18 und einem Radialverdichtergelläuse 19 mit Abführspirale 20, welches Radialverdichtergehäuse 19 eingangsseitig an einen dem Radialverdichterrad 17 vorverdichtete Luft - gemäß Pfeil 21 - zuführenden Zuführkanal 22 und ausgangsseitig über einen Auslaßstutzen 23 an einer Leitung 24 angeschlossen ist, durch welche letztere in Richtung des5 and a thereof driven low-pressure compressor _β β The Hochdruchturbine 2 and the Hiederdruckturbine 5 are designed as axial-flow turbine and is arranged coaxially next to one another "The high pressure turbine 2 and the high pressure compressor 3 of the high pressure stage 1 and the iiiederdruckturbine 5 and the low-pressure compressor 6 of Hiederdruckstufe 4 are each on arranged one to the other axially aligned shaft 7 and 8; In addition, the exhaust outlet 9 of the high-pressure turbine 2 without interposition of a deflecting device is arranged directly in the exhaust inlet 10 of the oppositely directed rotating liederdruckturbine 5 · The high-pressure turbine 2 of the high-pressure stage 1 consists of a turbine wheel 11, a nozzle 12 and a Zuführspirale 13 with intake 14 » the not shown, known per se via a planter directly connected to the exhaust manifold of a likewise not shown auto-ignition internal combustion engine · The high-pressure turbine 2 of the cooking pressure stage 1 v / ird in operation with indicated by an arrow 15 exhaust gases d.er internal combustion engine is applied, these exhaust gases coming from the exhaust manifold coming via the intake manifold 14 in the feed spiral 13 of the high-pressure turbine 2 fed v / ground. The latter serves to uniformly load the blades 16 distributed over the entire circumference of the turbine wheel 11 of the high-pressure turbine 2 by the incoming exhaust gases and to generate a high exhaust gas velocity _e. The high-pressure compressor 3 consists of a radial compressor wheel 17 with correspondingly arranged blades 18 and a radial compressor corer 19 with a discharge spiral 20 , which radial compressor housing 19 is connected on the input side to a radial air compressor 17 precompressed air - according to arrow 21 - supplying supply channel 22 and the output side via an outlet 23 to a line 24 through which the latter in the direction of

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Pfeiles 70 den Brennräumen der Brennkraftmaschine jene im Hochdruckverdichter 3 hochverdichtete Ladeluft zuführbar ist. Die Leitung 24 ist dabei in nicht dargestellter Weise unter Zwischenschaltung eines ebenfalls nicht dargestellten Kühlers mit den entsprechenden Einlassen an den Zylindern der Brennkraftmaschine verbunden·Arrows 70 the combustion chambers of the internal combustion engine that in the high pressure compressor 3 highly compressed charge air can be supplied. The line 24 is connected in a manner not shown with the interposition of a cooler, also not shown with the corresponding inputs to the cylinders of the internal combustion engine ·

Der Abgasauslaß 9 der Hochdruckturbine 2 ist unter Zwischenschaltung eines Überleitkanales 25 mit dem Abgaseinlaß der Uiederdruckturbine 5 verbunden, die aus einem Turbinenrad 26 mit axial durchströmten, gleichmäßig am Umfang verteilten Schaufeln 27 und einem Axialverdichtergehäuse 28 mit Abführspirale 29 besteht. Das Axialverdichtergehäuse 28 ist über einen Auslaßstutzen 30 in nicht dargestellter Weise mit dem Auspuff der Brennkraftmaschine verbunden, dem nach vollständiger Auswertung ihrer kinematischen Energie die Abgase in Richtung des Pfeiles 31 zugeführt werden.The exhaust outlet 9 of the high-pressure turbine 2 is connected with the interposition of a Überleitkanales 25 with the exhaust inlet of the Uiederdruckturbine 5, which consists of a turbine 26 with axially flowed, evenly distributed around the blades 27 and a Axialverdichtergehäuse 28 with Abführspirale 29. The Axialverdichtergehäuse 28 is connected via an outlet port 30 in a manner not shown with the exhaust of the internal combustion engine, the exhaust gases are supplied in the direction of arrow 31 after complete evaluation of their kinematic energy.

Der Mederdruckverdichter 6 besteht aus einem Radialverdichterrad 32 mit entsprechend ausgebildeten Schaufeln 33 und einem spiralig ausgebildeten Radialverdichtergehäuse 34· Die Ladeluft wird durch den Niederdruckverdichter 6 in Richtung des Pfeiles 35 über ein Gehäuse mit Schalldämpfer und Luftfilter angesaugt, durch das Radialverdichterrad 32 des liiederdruckverdichters 6 vorverdiciitet und ausgangsseitig des Radialverdichtergehäuses'34 über eine Leitung 37 in Richtung des Pfeiles 38 einem Zwischenkühler 39 zugeführt* Letzterer ist ausgangsseitig an den zum Hochdruckverdichter 3 führenden Luftzuführkanal 22 angeschlossen.The Mederdruckverdichter 6 consists of a Radialverdichterrad 32 with correspondingly shaped blades 33 and a spiral-shaped radial compressor housing 34 · The charge air is sucked through the low-pressure compressor 6 in the direction of arrow 35 via a housing with muffler and air filter, vorverdiciitet by the Radialverdichterrad 32 of liiederdruckverdichters 6 and On the output side of the Radialverdichtergehäuses'34 via a line 37 in the direction of arrow 38 to an intercooler 39 * the latter is the output side connected to the leading to the high pressure compressor 3 air supply duct 22.

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Bei diesem vorbeschriebenen zweistufigem Abgasturbolader erfolgt die Verwertung der Abgasenergie sowie die Verdichtung der Ladeluft in zwei Stufen· Das von der Brennkraftmaschine über die Abgassananelleitung in Richtung des Pfeiles 15 ankommende Abgas wird in der Hochdruckstufe 1 erstmals ausgenutzt und von dort zur weiteren Verwertung der Niederdruckstufe 4 zugeführt. Die der Hochdruckturbine 2 der Hochdruckstufe 1 zugeführten Abgase verlieren in dieser Stufe einen ersten Teil ihrer Energie und treten ausgangsseitig derselben unmittelbar in den sich konisch erweiternden Überleitkanal 25 und von dort in den Abgaseinlaß 10 der Niederdruckstufe 4 ein. Aufgrund der Tatsache, daß die Hochdruckstufe 1 und die Niederdruckstufe 4 mit den Stirnseiten ihrer Turbinen 2 bzw. 5 aneinandergrenzen, ist der vom Abgas zwischen den beiden Turbinenstufen zurückzulegende Weg sehr kurz. Die konische Erweiterung des Überleitkanales 25 dient zur Anpassung der Durchflußquerschnitte an die Druckverhältnisse im Abgas. Das Turbinenrad 26 ist an seinem Umfang mit Schaufeln 27 bestückt, die gegenüber den Schaufeln 16 des Turbinenrades 11 der Hochdruckstufe 1 entgegengesetzt gerichtet und gegen die Strömung des Abgases angestellt sind, wodurch sich ein entgegengesetzter Lauf der Hochdruckstufe 1 gegenüber der Niederdruckstufe 4 ergibt; außerdem wird durch diese Anordnung dem Abgas beim Austritt aus der Hochdruckturbine 2 genau jene Richtung erteilt, die beim Eintritt in die Niederdruckturbine 5 erwünscht ist« Infolge nicht vorhandener Umlenkung sowie äußerst platzsparender Bauweise entfallen somit im Bez^eich zwischen den beiden Turbinenstufen Leistungsverluste nahezu vollständig» In der Niederdruckturbine 5 der liiederdruckstufe 4 v/erden die Strömungsenergie der eingespeisten Gase durch das Turbinenrad 26 in Bewegungsenergie umgesetzt und anschließend die Abgase über die Abführspirale 29 in Richtung des Pfeiles 31 der nicht darge-In this above-described two-stage exhaust gas turbocharger, the utilization of the exhaust energy and the compression of the charge air takes place in two stages · The exhaust gas from the engine via the exhaust manifold in the direction of arrow 15 is used for the first time in the high pressure stage 1 and fed from there for further utilization of the low pressure stage 4 , The high-pressure turbine 2 of the high pressure stage 1 supplied exhaust gases lose in this stage a first part of their energy and the output side of the same directly into the conically widening transfer channel 25 and from there into the exhaust inlet 10 of the low pressure stage 4 a. Due to the fact that the high-pressure stage 1 and the low-pressure stage 4 adjoin one another with the end faces of their turbines 2 and 5, the path to be traveled by the exhaust gas between the two turbine stages is very short. The conical widening of the transfer duct 25 serves to adapt the flow cross sections to the pressure conditions in the exhaust gas. The turbine wheel 26 is equipped at its periphery with blades 27 which are opposed to the blades 16 of the turbine wheel 11 of the high-pressure stage 1 and turned against the flow of the exhaust gas, resulting in an opposite run of the high-pressure stage 1 with respect to the low-pressure stage 4 results; In addition, this arrangement gives the exhaust gas exiting the high-pressure turbine 2 exactly that direction which is desirable when entering the low-pressure turbine 5 "As a result of non-existing deflection and extremely space-saving design thus accounts for performance in the Bez ^ eich between the two turbine stages almost completely» In the low-pressure turbine 5 of the liiederdruckstufe 4 v / ground the flow energy of the injected gases through the turbine 26 in kinetic energy and then the exhaust gases through the discharge spiral 29 in the direction of arrow 31 of the not shown

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stellten Auspuffleitung zugeführt· Die Bewegungsenergie der Niederdruckturbine.5-wird im starr angekoppelten Uiederdruckverdichter 6 zur Vorverdichtung der in Richtung des Pfeiles angesaugten Ladeluft ausgenützt. Die vorverdichtete Ladeluft wird über die Leitung 37 dem Zwischenkühler 39 zugeführt, dort abgekühlt und anschließend über den Luftzuführkanal 22 dem Hochdruckverdichter 3 der Hochdruckstufe 1 zugeführt. Diese zugeführte, vorverdichtete Ladeluft wird im Hochdruckverdichter 3 durch das Radialverdichterrad 17 noch weiter verdichtet und anschließend über die Abführspirale 20 und den Auslaßstutzen 23 des Radialverdichtergehäuses 19 sowie über die Leitung 24 den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeführt·put exhaust line · The kinetic energy of Niederdruckturbine.5-is utilized in the rigidly coupled Uiederdruckverdichter 6 for pre-compression of the sucked in the direction of the arrow charge air. The pre-compressed charge air is supplied via the line 37 to the intercooler 39, cooled there and then fed via the air supply passage 22 to the high-pressure compressor 3 of the high-pressure stage 1. This fed, precompressed charge air is further compressed in the high-pressure compressor 3 by the radial compressor wheel 17 and then fed via the discharge spiral 20 and the outlet port 23 of the centrifugal compressor housing 19 and via the line 24 to the cylinders of the internal combustion engine.

Bei einem Abgasturbolader dieser Gattung ergeben sich unter der Voraussetzung eines über den gesamten Lastbereich gleichbleibenden Durchlaßquerschnittes des Leitapparates 12 - entsprechend der in Pig. 4 gestrichelt dargestellten Linie 40 und eines über den gesamten Lastbereich gleichbleibenden Einspritzzeitpunktes entsprechend der in Pig. 2 gestrichelt eingezeichneten Linie 41, die .in den Diagrammen der Pig. 5; 6 und 7 gestrichelt eingezeichnet en-Punktionskurven 42; 43; 44 für den Zünddruck p_z (Pig. 5), für das Verbrennungsluftverhältnis λ,_ν (Pig. 6) und für den effektiven Brennstoffverbrauch b (Pig. 7). In Pig. 3 sind dabei die Lastbereiche der Brennkraftmaschine eingezeichnet; ein unterer Lastbereich ULB ist dabei als von 0 bis ca.. 15 % der Vollast bezeichneter Lastbereich, in dem die Brennkraftmaschine mit einem mittleren effektiven Druck ρ von etwa 4>5 bis 5,5 bar gefahren wird, definiert. Der mittlere Lastbereich MLB ist als Bereich zwischen ca. 15 bis ca« 80 % der Leistung bei Vol3.ast definiert, während der obere Lastbereich OLB als der über ca, 80 f:·» der Vollastleistung liegende Lastbereich definiert ist· Pur denIn an exhaust gas turbocharger of this type arise on the assumption of a constant over the entire load range flow cross-section of the nozzle 12 - in accordance with the in Pig. 4 dashed line 40 and a consistent over the entire load range injection time corresponding to the in Pig. 2 dashed line 41, the .in the diagrams of Pig. 5; 6 and 7 are dashed lines showing en-puncturing curves 42; 43; 44 for the ignition pressure p _z (Pig 5), for the combustion air ratio λ, _ν (Pig 6) and for the effective fuel consumption b (Pig 7). In Pig. 3, the load ranges of the internal combustion engine are shown; a lower load range ULB is defined as the load range designated from 0 to approx. 15% of the full load, in which the internal combustion engine is driven with an average effective pressure ρ of approximately 4> 5 to 5.5 bar. The average load range MLB is defined as the range between approx. 15 to approx. 80 % of the power at Vol. Load, while the upper load range OLB is defined as the load range lying above approx. 80: f of the full load power

224720 -#- 9.2.1981224720 - # - 9.2.1981

V/P P 02 Β/224 720 58 094/27V / P P 02 Β / 224 720 58 094/27

Pail, daß der Durchflußquerschnitt des Leitapparates 12 in der Hochdruckturbine 2 der Hochdruckstufe 1 des Abgasturboladers über den gesaraten Lastbereich entsprechend der in Pig· 4 gestrichelt eingezeichneten Linie 40 unverändert bleibt und auch der Einspritzzeitpunkt über dem gesamten Lastbereich ent- sprechend der in Pig. 2 gestrichelt eingezeichneten Linie 41 unverändert bleibt, stellt sich bei Vollast ein Ladeluftdruck ein, der höher ist als dies für den günstigsten Brennstoffverbrauch notwendig wäre. Durch diesen höheren Ladeluftdruck ergibt sich zwangsläufig insbesondere im oberen Lastbereich OLB ein für den Brennstoffverbrauch ungünstiges, relativ hohes Verbrennungsluftverhältnis Ä- entsprechend der in Pig. 6 gestrichelt eingezeichneten Linie 43. Der Zünddruck p„ steigt dabei entsprechend der in Pig· 5 gestrichelt eingezeichneten Linie 42 ausgehend von einem Minimum stetig bis zu einem durch die Konstruktion der Maschine vorgegebenen Maximum an· Aufgrund der in den Pig. 5 und 6 eingezeichneten charakteristischen Kurven 42; 43 für den Zünddruck p_z und für das Verbrennungsluftverhältnis 7L_ ergibt sich ein charakteristischer Brennstoffverbrauch b entsprechend der inPail, that the flow cross section of the nozzle 12 in the high-pressure turbine 2 of the high-pressure stage 1 of the exhaust gas turbocharger over the gesaraten load range according to the broken lines in Pig · 4 line 40 remains unchanged and the injection timing over the entire load range corresponding to the in Pig. 2 dashed line 41 remains unchanged, sets at full load a charge air pressure, which is higher than would be necessary for the cheapest fuel consumption . Due to this higher charge air pressure inevitably arises, especially in the upper load range OLB unfavorable for fuel consumption, a relatively high combustion air ratio Ä- corresponding to the in Pig. 6 dashed line 43. The ignition pressure p "increases in accordance with the broken lines in Pig · 5 line 42, starting from a minimum steadily up to a predetermined by the design of the machine maximum due to the in the Pig. FIGS. 5 and 6 show characteristic curves 42; 43 for the ignition pressure p _z and for the combustion air ratio 7L_ results in a characteristic fuel consumption b according to the in

titi

Pig. 7 gestrichelt eingezeichneten Kurve 44. Dieser Brennstoffverbrauch ergibt sich aus den thermodynamischen Werten, die innerhalb der Arbeitsprozesse ablaufen, und insbesondere aus dem Verhältnis des Zünddruckes p„ zum mittleren effektiven DruckPig. This dashed line curve 44. This fuel consumption results from the thermodynamic values that occur within the working processes, and in particular from the ratio of the ignition pressure p "to the mean effective pressure

Diesen in Pig. 7 durch die Kurve 44 dargestellten Brennstoffverbrauch galt es durch entsprechende Maßnahmen um einen nennensv/erten Betrag zu reduzieren· Zur Lösung dieses Problems sind an der Brennkraftmaschine folgende Maßnahmen vorgenommen, die anhand von Pig« I erläutert sind. ·This one in Pig. The fuel consumption represented by the curve 44 was reduced by corresponding measures in order to reduce a specified amount. To solve this problem, the following measures are performed on the internal combustion engine, which are explained with reference to FIG. ·

ΛΑΛΑ

22 I* 7 2 0 "^" 9.2.198122 I * 7 2 0 "^" 9.2.1981

WP P 02 Β/224 720 58 094/27WP P 02 Β / 224 720 58 094/27

Der Leitapparat 12 in der Hochdruckturbine 2 der Hochdruckstufe 1 des Abgasturboladers ist verstellbar ausgebildet, so daß dessen wirksame· Durchlaßquerschnittsfläche QL veränderbar ist. Diesem verstellbaren Leitapparat 12 ist eine Stelleinrichtung 45 zugeordnet, deren Stellsignal, wie schematisch durch die Linie 46 dargestellt, in den Leitapparat 12 zu desden Verstellung einleitbar ist. Die Stelleinrichtung 45 wiederum reagiert auf Signale, die ihr von einer Steuereinrichtung 47 über einen Kanal 48 zugeführt werden. Die Steuereinrichtung 47 wiederum reagiert auf zwei verschiedene Signale, die ihr an zwei Eingängen, nämlich einem ersten Eingang 49 und einem zweiten Eingang 50, zugeführt werden« . An den ersten Eingang 49 ist eine LadeluftdruckmeßeinrichtungThe distributor 12 in the high-pressure turbine 2 of the high-pressure stage 1 of the exhaust-gas turbocharger is designed to be adjustable, so that its effective passage cross-sectional area QL is variable. This adjustable nozzle 12 is associated with an adjusting device 45, the control signal, as shown schematically by the line 46, is introduced into the nozzle 12 to desden adjustment. The adjusting device 45 in turn responds to signals which are supplied to it by a control device 47 via a channel 48. The control device 47 in turn responds to two different signals which are supplied to it at two inputs, namely a first input 49 and a second input 50 ". At the first input 49 is a charge air pressure

51 über einen Kanal 52 angeschlossen. Die Ladeluftdruckmeßeinrichtung 51 ist eingangsseitig über ein Meßrohr 53 mit der Leitung 24 verbunden, durch welche den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine ausgangsseitig des Hochdruckverdichters 3 hochverdichtete Ladeluft zuführbar ist. Die Ladeluftdruckmeßeinrichtung 51 nimmt den jeweiligen Ladeluftdruck auf und wandelt diesen anschließend in ein entsprechendes elektrisches Signal um, das der Steuereinrichtung 47 über den Kanal51 connected via a channel 52. The charge-air pressure measuring device 51 is connected on the input side via a measuring tube 53 to the line 24, through which the individual cylinders of the internal combustion engine on the output side of the high-pressure compressor 3 highly compressed charge air can be supplied. The charge air pressure measuring device 51 receives the respective charge air pressure and then converts it into a corresponding electrical signal, that of the control device 47 via the channel

52 zugeführt wird. Mit ihrem zweiten Eingang 50 ist die Steuereinrichtung 47 an ein schematisch dargestelltes Führungsgestänge 54 angeschlossen, das eingangsseitig von einem Regler 55 beeinflußt zur Verstellung des Pumpenkolbens einer nachgeordneten Brennstoffeinspritzpumpe 56 diente Letztere ist mit ihrer Zulaufleitung 57 in nicht dargestellter V/eise mit einem Brennstoffreservoir und mit ihrer Ausgangsleitung 58 an einen ebenfalls nicht dargestellten Hochdruckspeicher angeschlossen, von dem Brennstoffzuleitungen in an sich bekannter V/eise zu den Einspritzventilen an den Zylindern der Brennkraftmaschine wegführen« Der Steuerkolben der Brennstoffeinspritzpumpe 56 besitzt in nicht dargestellter Weise52 is supplied. With its second input 50, the control device 47 is connected to a schematically illustrated guide linkage 54, the input side of a controller 55 influenced to adjust the pump piston of a downstream fuel injection pump 56 served the latter is with its feed line 57 in not shown V / iron with a fuel reservoir and with their output line 58 connected to a high-pressure accumulator, also not shown, lead away from the fuel supply lines in known per se to the injection valves on the cylinders of the internal combustion engine «The control piston of the fuel injection pump 56 has in a manner not shown

22 A 7 2 O -vtf- 9*2.193122 A 7 2 O -vtf- 9 * 2.1931

WP- P 02 B/224 58 094/27WP-P 02 B / 224 58 094/27

eine schräge Steuer-kante, durch die im oberen Lastbereich OTiB - siehe Pig. 3 - der Einspritzzeitpunkt gegenüber jenem des unteren und mittleren Lastbereiches später verlegbar ist, entsprechend der in Fig. 2 durchgezogenen Linie 57· Vom Pührungsgestange 54 werden in Abhängigkeit von dessen Verschiebung und momentaner Lage Signale abgeleitet, die dem zweiten Eingang 50 der Steuereinrichtung 47 über einen Kanal 59 zuführbar sind.an oblique control edge, through which in the upper load range OTiB - see Pig. 3 - the injection timing relative to that of the lower and middle load range can be laid later, corresponding to the solid line in Fig. 2 57 · From Pührungsstange 54 depending on its displacement and current position signals are derived, the second input 50 of the control device 47 via a Channel 59 can be fed.

Unter Ausnutzung dieser vorbeschriebenen Einrichtungen ist bei der Brennkraftmaschine zum Erhalt eines reduzierten Brennstoffverbrauches das nachstehend beschriebene er-.findungsgemäße Arbeitsverfahren anwendbar» Der Durchlaßquerschnitt Qt des verstellbaren, in der Hochdruckturbine der Hochdruckstofe 1 des Abgasturboladers angeordneten Leitapparates 12 wird dabei derart eingestellt, daß erTaking advantage of these facilities described above in the internal combustion engine to obtain a reduced fuel consumption he-.findungsgemäße working method applicable »The passage cross section Qt of the adjustable, arranged in the high-pressure turbine of the high-pressure materials 1 of the exhaust gas turbocharger nozzle 12 is adjusted such that he

a) im unteren Lastbereich ULB - entsprechend Pig. 3 auf maximalen Durchlaßquerschnitt Q, gestellt ist - siehe Fig. 4 das durchgezogene Linienteil 60 -,a) in the lower load range ULB - according to Pig. 3 to maximum passage cross-section Q, is - see Fig. 4 the solid line part 60 -,

b) im mittleren Lastbereich MLB auf minimalen Durchlaßquerschnitt Q_T . (ca. 60 bis 70 % des maximalenb) in the middle load range MLB to minimum passage cross-section Q _T. (about 60 to 70 % of the maximum

.uQixn.uQixn

Durchlaßquerschnittes Q-t^^) gestellt ist - siehe Pig. 4 das durchgezogene Linienteil 61 -, undPassage cross-section Q-t ^^) is set - see Pig. 4 the solid line part 61 -, and

c) im oberen Lastbereich OLB auf maximalen Durchlaßquerschnitt Qj_1nP_1x gestellt wird - siehe das in Pig. durchgezogene Linienteil 62-,c) in the upper load range OLB is set to maximum passage cross section Qj _1n P _1x - see the Pig. solid line part 62-,

Darüber hinaus wird im oberen Lastbereich OLB gleichzeitig · auch der Einspritzzeitpunkt- gegenüber jenem im mittleren Lastbereich später verlegt, was in Pig. 2 durch das schräge,In addition, in the upper load range OLB is simultaneously - also the injection timing - laid later than that in the middle load range later, which in Pig. 2 by the oblique,

Al 22 A 7 20 "³^" -9-2.1981 Al 22 A 7 20 " ³ ^" -9-2.1981

WP P 02 B/224 720WP P 02 B / 224 720

58 094/2758 094/27

durchgezogene Linienteil 63 dargestellt ist. Der Übergang von einem Durchlaßquerschnitt des Leitapparates 12 in einen anderen erfolgt vorzugsweise stetig, um einen Rückstau im Abgasturbolader mit der Folge eines etwaigen Pumpens desselben zu verhindern· Die Steuerung dieser Vorgänge erfolgt durch die Steuereinrichtung 47, die beim Übergang vom unteren in den mittleren Lastbereich aufgrund der ihren Eingängen 49 und 50 zugeführten Signale ein Steuersignal über den Kanal 48 an die Stelleinrichtung 45 abgibt, die den Leitapparat 12 daraufhin in verstetigter-V/eise - entsprechend dem durchgezogenen Linienteil 64 von Pig· 4 - vom vorherigen maximalen Durchlaßquerschnitt Q₁- „. auf minimalen Durchlaßauerschnitt Q,,.. * _ üiuax. * liminsolid line part 63 is shown. The transition from one passage cross-section of the nozzle 12 into another preferably takes place continuously in order to prevent backflow in the exhaust gas turbocharger with the consequence of any pumping thereof. The control of these operations is carried out by the control device 47 during the transition from the lower to the middle load range the signals supplied to its inputs 49 and 50 outputs a control signal via the channel 48 to the adjusting device 45, which then the Leitapparat 12 in a steady V / - - corresponding to the solid line portion 64 of Pig · 4 - from the previous maximum flow area Q ₁ - " , to a minimal transmission interval Q ,, .. * _ üiuax. * limin

und beim Übergang vom mittleren in den oberen Lastbereich wiederum verstetigt auf den maximalen Durchlaßquerschnitt einstellt. Durch das Späterlegen des Einspritzzeitpunktes und das Einstellen des Leitapparates auf maximalen Durchlaßquerschnitt, wobei·letzterer ein Absinken des Ladeluftdruckes hervorruft, ist in den Zylindern der Brennkraftmaschine ein Zünddruck erzielbar, der im oberen Lastbereich OLB konstant einen sich bei Vollast einstellenden Wert beibehält; dieser Zustand ist in Pig. 5 durch das durchgezogene Linienteilstück 65 gekennzeichnet« Darüber hinaus ergibt sich aufgrund dieser Maßnahme im oberen Lastbereich OLB ein sich von einem Maximum bis hin zum Vollastwert stetig verringerndes Verbrennungsluftverhältnis A» , das in Pig. 6 durch das durchgezogene gekrümmte Kurventeil 66 gekennzeichnet ist* Aufgrund dieser Verringerung des Verbrennungsluftverhältnisses λ. - hervorgerufen durch die Abnahme des Ladeluftdruckes - tritt im oberen Lastbereich zwangsläufig auch ein niedrigerer Kompressionsenddruck ρ beim Arbeitsprozeß auf. Der Brennstoffverbrauch ergibt sich aus den thermodynamischen Abläufen und Verhältnissen während des Arbeitsprozesses und insbesondere aus den Verhältnissen des Zünddruckes p« zum mitt-and in the transition from the middle to the upper load range again adjusted to the maximum passage cross section. By setting the injection timing later and setting the diffuser to maximum passage cross-section, the latter causing a decrease in the charge air pressure, an ignition pressure can be achieved in the cylinders of the internal combustion engine, which constantly maintains a value set at full load in the upper load range OLB; this condition is in Pig. In addition, results from this measure in the upper load range OLB from a maximum to the full load steadily decreasing combustion air ratio A », which in Pig. 6 is indicated by the solid curved curve part 66 * Due to this reduction of the combustion air ratio λ. - caused by the decrease in the charge air pressure - inevitably occurs in the upper load range, a lower Kompressionsenddruck ρ in the working process. The fuel consumption results from the thermodynamic processes and conditions during the working process and, in particular, from the conditions of the ignition pressure p "at the middle

/If· 22^7 20 -V$- 9.2.1981/ If · 22 ^ 7 20 -V $ - 9.2.1981

WP F 02 B/224 720 58 094/27WP F 02 B / 224 720 58 094/27

leren effektiven Druck ρ und dem Verhältnis p_v/p « Da das Verhältnis Pg/p^ bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgrund vorhandener thermodynamisch günstigerer Arbeitsprozeßparameter im betrachteten oberen Lastbereich OLB größer wird, ergibt sich ein niedrigerer Brennstoffverbrauch, der in Pig. 7 durch das durchgezogene Linienteil 67 gekennzeichnet ist. Bei Hennlast (100 %), wo p„ und ρ durch die Konstruktion festgelegt sind, gestattet das erfindungsgemäße Verfahren die Verbesserung des Brennstoffverbrauchs durch die Einstellung des optimalen Verhältnisses p₇/p · Aus dem Diagramm gemäß Pig. 7 ist außerdem ersichtlich_s daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Arbeitsverfahrens etwa in einem bei 80 % der Vollast liegenden Lastbereich - mithin beim Übergang vom mittleren Lastbereich MLB in den oberen Lastbereich OLB - die größte durch Pfeile markierte Brennstoffverbrauchsreduzierung gegenüber einer Brennkraftmaschine zu erzielen ist» deren Abgasturbolader einen Leitapparat mit unveränderbarem Querschnitt aufweist» Dieser niedrigere Brennstoffverbrauch tritt jedoch bei Anwendung des erfindungsgemäßen Arbeitsverfahrens nicht nur im oberen Lastbereich OLB, sondern, wie in Pig. 7 durch das durchgezogene Linienteil 68 gekennzeichnet, auch im mittleren Lastbereich MLB auf» Letzteres deshalb, weil in diesem mittleren Lastbereich MLB die Durchflußquerschnittsfläche des Leitapparates 12 auf minimalen Durchgang gestellt ist und somit den Brennräumen der Brennkraftmaschine trotz geringerer, dem Abgasturbolader zugeführter Abgasmenge, Ladeluft mit einem höheren Druck zuführbar ist, durch das sich ein Zünddruck Pg ergibt, der entsprechend dem in Pige 5 eingezeichneten durchgezogenen Linienteil 69 zwar gegenüber jenem Zünddruck bei Vollast abfällt, jedoch immer noch um ein gewisses Maß höher als jener durch die gestrichelte Linie 42 dargestellte Simddruck liegt, der sich bei einem in diesem Lastbereich auf maximalen DurchgangThe effective pressure ρ and the ratio p _v / p "Since the ratio Pg / p ^ becomes greater when using the inventive method due to existing thermodynamically favorable working process parameters in the considered upper load range OLB, results in a lower fuel consumption, which in Pig. 7 is characterized by the solid line part 67. At hennlast (100%), where p "and ρ are determined by the construction, the method of the invention allows the improvement of the fuel consumption by the adjustment of the optimum ratio p ₇ / p · From the graph according to Pig. 7 is also apparent _s that when using the working method according to the invention in a lying at 80 % full load load range - thus the transition from the middle load range MLB in the upper load range OLB - the largest marked by arrows fuel consumption reduction over an internal combustion engine is to achieve »their turbocharger However, this lower fuel consumption occurs when using the working method according to the invention not only in the upper load range OLB, but, as in Pig. 7 characterized by the solid line part 68, even in the middle load range MLB on the latter because in this medium load range MLB the Durchflußquerschnittsfläche the nozzle 12 is set to minimal passage and thus the combustion chambers of the engine despite lesser, the exhaust gas turbocharger supplied exhaust gas charge air can be fed to a higher pressure, through which there is an ignition pressure Pg, which falls according to the drawn in Pige 5 solid line part 69 against that ignition pressure at full load, but still higher by some degree than that shown by the dashed line 42 Simddruck which is at a maximum throughput in this load range

22 A 7 20 -M- 9.2.193122 A 7 20 -M- 9.2.1931

Υ/Ρ Έ 02 Β/224 720 58 094/27Υ / Ρ Έ 02 Β / 224 720 58 094/27

gestellten Leitapparat ergibt. Da demgegenüber somit auch im mittleren Lastbereich MLB bei Anwendung des erfindungsgemäßen Arbeitsverfahrens der Zünddruck p„ höher ist, ergibt sich zwangsläufig auch in diesem Bereich ein größeres Verhältnis des Zünddruckes zum mittleren effektiven Druck (p^/p _Λ)made Leitapparat results. On the other hand, since in the middle load range MLB the ignition pressure p "is higher when using the working method according to the invention, a larger ratio of the ignition pressure to the mean effective pressure (p ^ / p _Λ ) inevitably results in this region as well.

/ι me/ me

als Kriterium für den auch in diesem Lastbereich niedrigeren Brennstoffverbrauch b ♦as a criterion for the lower fuel consumption even in this load range b ♦

Im untersten Lastbereich - kleiner als 10 % Last - ist gegenüber bekannten Verfahren kein nennenswerter Vorsprung hinsichtlich des Brennstoffverbrauches realisierbar, da in diesem Lastbereich infolge der relativ geringen Abgasmenge, mithin mangels .hinreichend verwertbarer Abgasenergie, die Vorteile eines Abgasturboladers kaum sum Tragen kommen können*In the lowest load range - less than 10 % load - is compared to known methods no significant advantage in terms of fuel consumption feasible because in this load range due to the relatively small amount of exhaust gas, therefore lack. Enrichable exhaust gas energy, the benefits of an exhaust gas turbocharger can hardly sum wear *

Aus den vorstehenden Erläuterungen ist ersichtlich, daß sich bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Vorteile desselben insbesondere im mittleren und oberen Lastbereich sowie bei Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine - mithin von ca. 15 % bis 100 % Last - ergeben. Da es sich hierbei aber wie allgemein bekannt .um die am meisten benützten Lastbereiche einer Brennkraftmaschine handelt, kommen die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere der dadurch erzielbare niedrigere Brennstoffverbrauch, praktisch voll zum Tragen. From the above explanations it can be seen that when using the method according to the invention, the advantages thereof, especially in the middle and upper load range and at full load of the internal combustion engine - thus from about 15 % to 100 % load - result. Since, however, as is generally known, this is the most frequently used load range of an internal combustion engine, the advantages of the method according to the invention, in particular the lower fuel consumption achievable thereby, are practically fully realized.

Claims

46 22 A 7 20 "Ι * - 9.2.1981 'WP F 02 Β / 224 58 094/27 Invention claim.

1 · Working method for a self-igniting internal combustion engine with a turbocharger working with congestion turbocharger whose upstream in the exhaust turbine the turbine in the direction of exhaust flow is adjustable to change the passage cross section, characterized in that the passage cross section (Qt of the nozzle (12) is set such that it

a) in the lower load range (ULB) set to maximum flow area (QiJ _n O _x ),

b) in the middle load range (MLB) to minimum passage cross section (QjJj ₁₁ J _n ) and

6) in the upper load range (OLB) is again set to maximum passage cross-section (Q-) and also in this load range at the same time the injection timing is set against that of the middle load range (MLB) later ·

2, working method according to item 1, characterized in that the transition from a passage cross section of the distributor it (12) to another, in order to prevent a backflow in the exhaust gas turbocharger with the consequence of any pumping thereof, continuously,

3. Working method according to item 1 or 2, characterized in that the adjustment of the diffuser (12) in the transition from one load area to another automatically depending on different operating parameters of the

22 A 7 2 O -> * - 9.2.1981

WP P 02 Β / 224 58 094/27

Internal combustion engine takes place.

4 · method of operation according to point 3 »characterized in that the adjustment of the distributor (12) is carried out by an adjusting device (45) associated therewith, the corresponding control commands from a control device (47) transmitting the control commands on the basis of two operating parameters fed into it, namely the loading air pressure and the position of the Pumpenico the lifes of an injection pump (56) adjusting IMihrungsgestänges (54) emits the same occurs when certain sizes, receives.

5 * working method according to point 4 »characterized in that the charge air pressure by a pressure measuring device (51) measured in this converted into a corresponding electrical value and in this form of the control device (47) is supplied»

6 * working method according to item 4, characterized in that the respective position of the guide linkage (54) is simulated by electrical signals generated in dependence thereon, which are fed to the control device (47) for further processing «

For this. ^ ... pages drawings