DE1451987A1 - Injection internal combustion engine that is operated with strongly fluctuating speed and load - Google Patents

Injection internal combustion engine that is operated with strongly fluctuating speed and load

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Description

Einspritzbrennkraftmasehine, die mit stark schwankender Drehzahl und Belastung betrieben wirdInjection engine that works with strong is operated with fluctuating speed and load

Die Erfindung betrifft eine Einspritzbrennkraftmaschine, die mit stark schwankender Drehzahl und Belastung betrieben wird und einen Abgasturbolader hat, der die Maschine bis zu einer bestimmten Teildrehzahl, zweckmäßigerweise der halben Höchstdrehzahl, mit dem höchstmöglichen Mitteldruck auflädt, wobei eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, die von dieser Teildrehzahl der Maschine bis zu deren Höchstdrehzahl die Leistung der Maschine möglichst konstant hält.The invention relates to an internal combustion engine which is operated with strongly fluctuating speed and load and has an exhaust gas turbocharger that drives the engine up to a certain partial speed, expediently half the maximum speed, charges with the highest possible mean pressure, with a control device being provided which is controlled by this partial speed the machine keeps the machine's performance as constant as possible up to its maximum speed.

Eine Einspritzbrennkraftmaschine der vorstehend näher beschriebenen Art kann gegenüber einer Einspritzbrennkraftmaschine, die mit Ansaugung der Verbrennungsluft arbeitet, ein Drehmoment abgeben, welches, wenn die Drehzahl von der höchsten Drehzahl aus abnimmt, stark ansteigt, und zwar so stark, daß unter Umständen auf das der Einspritzbrennkraftmaschine nachgeschaltete Wechselgetriebe, wenn nicht ganz, so doch zum größten Teil, verzichtet werden kann.An internal combustion engine of the type described in detail above Type can be compared to an internal combustion engine that works with the intake of combustion air, deliver a torque which, when the speed decreases from the highest speed, rises sharply, as follows strong that, under certain circumstances, the change gear connected downstream of the internal combustion engine, if not completely, so, for the most part, can be dispensed with.

Es ist eine Einspritzbrennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung, deren Drehmoment mit fallender Drehzahl stark ansteigt, bekanntgeworden, bei welcher das Abgasturbogebläse überbemessen ist und bei welcher der Gebläsedruck mit HilfeIt is an injection internal combustion engine with exhaust gas turbocharging, the torque of which increases sharply with falling speed, became known in which the exhaust gas turbo fan is oversized and in which the fan pressure with the help

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eines Abgasabblaseventils zwischen Brennkraftmaschine und Turbine geregelt wird in der Weise, daß er von einer Bittleren bis zur höchsten Maschinenleistung stetig und verhältnismäßig mehr und mehr, gegenüber dem normalen, in quadratischen Verhältnis mit der Gebläsedrehzahl zunehmenden Förderdruck gesenkt wird. Auf diese Weise wird das Maß der Aufladung der Maschine im oberen Leistungsbereich verhältnismäßig ebenso vermindert und damit der stark ansteigende Verlauf der Homentenkennlinie bei fallender Drehzahl erreicht. Das Abblasen von Abgas ist wegen des damit verbundenen Energieverlustes sehr nachteilig.An exhaust gas relief valve between the internal combustion engine and the turbine is regulated in such a way that it is steadily and relatively more and more reduced from a bitter to the highest machine output, compared to the normal delivery pressure which increases in quadratic ratio with the fan speed. In this way, the degree of supercharging of the machine in the upper power range is also reduced proportionally, and thus the steeply increasing course of the torque characteristic is achieved with falling speed. Blowing off exhaust gas is very disadvantageous because of the associated loss of energy.

Bei einer anderen bekannten Einspritzbrennkraftmaschine, die einen Abgasturbolader aufweist, der so ausgelegt ist, daß die Einspritzbrennkraftmaschine bei der halben Höchstdrehzahl mechanisch und thermisch bis auf das höchstzulässige Maß belastet wird, ist der mit dem Abblasen von Abgas verbundene Fachteil dadurch vermieden, daß die Leistung der Einspritzbrennkraftmasehine von einer bestimmten Drehzahl an mit Hilfe eines besonderen Reglers durch Begrenzung der Höchstbrennstoffmenge an der Brennstoffeinspritzpumpe etwa konstant gehalten wird. Bei dieser Einspritzbrennkraftma— schine sind also thermische Verluste dadurch vermieden, daß in bezug auf die ganze Maschine im Haushalt der Gase Gleichgewicht besteht. Zwar ist bei dieser bekannten Einspritzbrennkraftmasehine ebenfalls in der Abgasleitung ein Abblaseventil vorgesehen, welches mit zunehmender BelastungIn another known injection internal combustion engine which has an exhaust gas turbocharger which is designed so that the internal combustion engine at half the maximum speed mechanically and thermally up to the maximum permissible Dimension is loaded, the compartment part associated with the blowing off of exhaust gas is avoided in that the performance of the Injection engine from a certain speed on with the help of a special controller by limiting the maximum amount of fuel at the fuel injection pump, for example is kept constant. In this internal combustion engine, thermal losses are avoided by that in relation to the whole machine there is equilibrium in the household of gases. It is true that in this known injection internal combustion engine A blow-off valve is also provided in the exhaust line, which with increasing load

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und nach Erreichen der halben Höchstdrehzahl sich mit zunehmender Drehzahl mehr und mehr öffnet. Dieses Abblaseventil hat jedoch hier eine andere Wirkung als das Abblaseventil bei der vorbeschriebenen bekannten Einspritzbrennkraftmaschine. Es dient hier in der Hauptsache dem !week« eine unzulässige Beanspruchung des Abgasturbo «ata·« zu vermeiden.and after reaching half the maximum speed it opens more and more with increasing speed. This relief valve however, has a different effect here than that Relief valve in the above-described known injection internal combustion engine. The main purpose here is the! Week «, an inadmissible load on the exhaust gas turbo «Ata ·« to avoid.

Das Problem, um, die Gestaltung der Drehmomentabgabe einer Einspritzbroankr&ftm&aehine, die mit stark schwankender Drehzahl und Belastung betrieben mird, ist auch schon dadurch gelööt wurden, daß ein geibstregelungseffekt erzielt wird, I»eb, «intern bekannten Vorschlag, der darauf gerichtet igt* soll der Querschnitt der Auspuffleitung gleioh oder kleiner als der maximale Querschnitt des Auslasses eines Zylinders sein mit der Wirkung, daß nur bei niedrigen Haschinendrehzahlen der bei Eröffnung des Auslasses hinter diesem entstehende Druck des Auspuffstoßes bis zur Eröffnung des Einlasses auf einen Wert kleiner als der Ladedruck abgebaut ist. The problem of designing the torque output of an injection office force that is operated with strongly fluctuating speed and load has already been solved by achieving a noise control effect, an internally known proposal aimed at this The cross-section of the exhaust line must be equal to or smaller than the maximum cross-section of the outlet of a cylinder, with the effect that only at low machine speeds the pressure of the exhaust shock created behind the opening of the outlet is reduced to a value less than the boost pressure until the inlet is opened .

Bei den beiden zuletzt erwähnten bekannten Einspritzbrennkraftmaschinen ist jeweils der Abgasturbolader so ausgelegt, daß er etwa bei der halben Höchstdrehzahl der Maschine sein Wirkungsgradoptimum hat. Der Wirkungsgrad des Abgasturbola ders wird von der halben Höchstdrehzahl der Maschine an mit steigender Drehzahl mehr und mehr schlechter. In the two last-mentioned known injection internal combustion engines, the exhaust gas turbocharger is designed in such a way that it has its optimum efficiency at approximately half the maximum speed of the engine. The efficiency of the Abgasturbola DERS is more of half the maximum speed of the machine speed increases and more worse.

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Es ist nunmehr Aufgabe der Erfindung, bei der Vermeidung yon Verlusten an Abgasenergie eine Einspritzbrennkraftmaschine der vorstehend an zweiter Stelle als bekannt vorausgesetzten Art zu verbessern, in dem Sinne, daß der Abgasturbosatz im Drehzahlbereich von der-mittleren Höchstdrehzahl bis zur Höchstdrehzahl der Einspritzbrennkraftmaschine bei allen Belastungsverhältnissen mit relativ gutem Wirkungsgrad arbeitet.It is now the object of the invention to provide an internal combustion engine with injection while avoiding losses of exhaust gas energy of the type that is assumed to be known in the second place above, in the sense that the exhaust gas turbine set in the speed range from the average maximum speed to the maximum speed of the internal combustion engine works with relatively good efficiency under all load conditions.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Abgasturbolader an sich für volle Leistung bei Höchstdrehzahl bemessen ist, daß jedoch die Abgasturbine eine verstellbare Leitvorrichtung und gegebenenfalls auch der Verdichter einen verstellbaren Diffusor-Leitapparat besitzt und daß eine oder beide Leitvorrichtungen des Abgasturboladers durch die Regeleinrichtung so beeinflußt werden, daß die Querschnitte der beiden Leitapparate von der Höchstdrehzahl abwärts bis zur vorzugsweise halben Höchstdrehzahl verändert (verkleinert) werden und damit bis zur bestimmten Teildrehzahl nach Möglichkeit konstante Leistung bzw. entsprechende Aufladung auf den höchstmöglichen Mitteldruck bei günstigem Wirkungsgrad erreicht wird.The object according to the invention is achieved in that the exhaust gas turbocharger per se for full power at maximum speed is dimensioned, however, that the exhaust gas turbine has an adjustable guide device and possibly also the compressor has an adjustable diffuser guide device and that one or both guide devices of the exhaust gas turbocharger can be influenced by the control device in such a way that the cross-sections of the two guide devices are influenced by the maximum speed downwards to preferably half the maximum speed can be changed (reduced) and thus up to the certain Partial speed, if possible, constant power or corresponding charging to the highest possible mean pressure is achieved with a favorable efficiency.

In einem Aufsatz sind die hauptsächlichen Möglichkeiten zur Erzielung geänderten Drehmoment-Drehzahl-Verhaltens mittels Turboladung besprochen und in einem Schaubild anhand von Kurven deutlich gemacht. In bezug auf einenIn an essay are the main ways to achieve changed torque-speed behavior discussed by means of turbo charging and made clear in a diagram using curves. In relation to one

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selbstansaugenden Motor ist gesagt, daß dieser durch Ausrüstung eines mit keinerlei Regelorganen versehenen Turbolader ein stark ansteigendes Drehmoment im höheren Drehzahlbereich abgeben kann. Ausgehend von der Drehmoaentcharakteristik eines so aufgeladenen Motors ist in v die entsprechende Kurve (2) des Schaubildes willkürlich ein Punkt X als geforderter Betriebszustand eingezeichnet. Ia Bnbliok auf den Punkt X ist de-r Fall betrachtet, daß aus irgendwelchen Gründen, wie Überbeanspruehung von Motorbauteilen oder zu hoher Drehzahl des Turboladers, der Betrieb des Motors mit größerer Drehzahl und höherem Mitteldruok als in X unerwünscht ist. Hierzu wird dann ausgeführt, daß man entweder durch Drosselung hinter dem Turbinenrad oder durch einen vergleichbaren, die Turbolader-Drehzahlsteigerung verhindernden Vorgang eine Drehmomenteharakteristik erhalten kann, die vor dem Punkte X sohneller und ein wenig höher als X ansteigt und jenseits stark abfällt (Kurve 5). Ein noch schnelleres Ansteigen der Drehmomentoharakteristik und noch Höhersteigen derselben über den Punkt X hinaus soll erzielbar sein, wenn Turbolader und z.B. ein Abgasabblase-Regelorgan in'geeigneter Weise im System vereinigt werden (Kurve 4). Schließlich wird darauf hingewiesen, daß ein Turbolader mit sogenannter variabler Geometrie, z.B. Düsenquerschnittsregelung in der Abgasturbine etwa eine Betriebslinie ermöglicht, die im unteren Drehzahlbereich des Motors maximal und er-Self-priming engine is said that by equipping a turbocharger that is not provided with any regulating elements, it can deliver a sharply increasing torque in the higher speed range. Based on the torque characteristic of an engine charged in this way, the corresponding curve (2) of the diagram is arbitrarily drawn in v as a point X as the required operating state. Ia reference to point X is the case that for whatever reasons, such as overstressing of engine components or too high a speed of the turbocharger, the operation of the engine at a higher speed and a higher mean pressure than in X is undesirable. For this purpose it is then stated that one can obtain a torque characteristic either by throttling behind the turbine wheel or by a comparable process that prevents the turbocharger speed increase, which increases faster and a little higher than X before point X and drops sharply beyond point X (curve 5). . An even faster increase in the torque characteristic and even higher it beyond point X should be achievable if the turbocharger and, for example, an exhaust gas control element are combined in the system in a suitable manner (curve 4). Finally, it should be pointed out that a turbocharger with so-called variable geometry, for example nozzle cross-section control in the exhaust gas turbine, enables an operating line that is maximal and efficient in the lower speed range of the engine.

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heblich höher als der Punkt X ansteigt (Kurve 5).significantly higher than the point X rises (curve 5).

Die neue Erfindung ist durch, den Aufsatz -nicht vorweggenommen. Zunächst darf festgehalten, werden, daß der Punkt X bereits im letzten Drittel des Drehzahlbereiches liegt. Jedoch würde ein Verlegen dieses "Punktes in dem Bereich der halben Höchstdrehzahl immer noch nicht den Scheitelpunkt der Kurve (5) erreichen. Bei der Kurve (3) liegt der Punkt X zwar in seiner dargestellten Lage nahe des Scheitelpunkt» indessen kann die Kurve (3) keinesfalls die Forderung erfüllen, die bei der Gattung der Motoren, von denen die neue Erfindung ausgeht, Voraussetzung ist, denn die Kurve (3) entspricht in ihrem Verlauf nicht der Bedingung, daß ihr Scheitelpunkt im Bereich verhältnismlßig niedriger Betriebsdrehzahlen des Motors liegt. Biese liegen etwa im Bereich der halben Höchstdrehzahl. Pur die Kurve (5) würde dies in etwa zutreffen. Für diese Kurve liegt der Punkt X jedoeh im abfallenden Ast. JSarait ist Jedoch klargestellt, daß der Punkt X nicht verglichen werden kann mit einem Punkt, der im Scheitelpunkt einer Ilrehmomentkurve liegt, nach der gemäß der neuen Erfindung der Motor auf höchstmöglichen Mitteldruck aufgeladen wird.The new invention is not anticipated by the essay. First of all, it should be noted that point X is already in the last third of the speed range. However, relocating this "point in the area of half the maximum speed would still not reach the apex of curve (5). In curve (3), point X in its position shown is close to the apex, while curve (3 ) in no way meet the requirement that is a prerequisite for the type of engine from which the new invention is based, because the curve (3) does not correspond in its course to the condition that its apex is in the range of relatively low operating speeds of the engine are approximately in the range of half the maximum speed. For curve (5) this would roughly apply. For this curve, however, point X lies in the sloping branch. However, it is clear that point X cannot be compared with a point that lies at the apex of a torque curve, according to which, according to the new invention, the engine is charged to the highest possible mean pressure.

Die Kurve (5) unterscheidet sich von der Drehmomentkurve nach der neuen Erfindung dadurch, daß sie nach den Ausführungen im Aufsatz in ihrem Scheitelpunkt nicht für die Auf-The curve (5) differs from the torque curve according to the new invention in that it is based on the statements in the essay at its apex not for the

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ladung mit höchstmöglichem Hitteldruck bei etwa mittlerer Höchstdrehzahl gedacht ist, aber auch dadurch, daß sie von ihres Scheitelpunkt in den Bereich höherer Drehzahl keine Portsetzung entsprechend gleichbleibender Leistung hat. Auch die anderen Kurven lassen über eine Transformierung nach gleichbleibender Leistung des Motors nicht erkennen, und es ist darüber im Aufsatz auch nichts ausgesagt. Nach allem kann mit Recht gesagt werden, daß der Verfasser des Aufsatzes nicht den längst vorbekannten Motor, von dem die neue Erfindung ausgeht, gekannt hat und daß ihm aus diesem Grunde auch nicht die Lehre, die dieser Motor bereits vermittelt, geläufig war.charge with the highest possible mean pressure at about medium Maximum speed is intended, but also by the fact that it does not have any from its apex into the area of higher speed Porting has correspondingly constant performance. The other curves can also be transformed after constant power of the engine, and nothing is said about it in the essay. To All in all, it can rightly be said that the author of the article does not have the long-known engine from which the new invention goes out, has known and that for this reason not the doctrine that this engine already has conveyed, was familiar.

In der Zeichnung sind eine Ausführungsform der Erfindung und weitere Verbesserungen derselben beispielsweise dargestellt. In the drawing, an embodiment of the invention and further improvements thereof are shown by way of example.

Die Abb. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Kraftanlage von oben gesehen, bei welcher eine Einspritzbrennkraftmaschine, die mit stark schwankender Drehzahl und Belastung betrieben wird und die mit einem Abgasturbolader ausgerüstet ist, als Kraftquelle dient.Fig. 1 shows a schematic representation of a power plant seen from above, in which an internal combustion engine, which is operated with strongly fluctuating speed and load and which is equipped with an exhaust gas turbocharger is, serves as a source of power.

Die Abb. 2 und 3 beziehen 3ich auf die Regeleinrichtung der Kraftanlage gemäß Abb. 1 und stellen jeweils Veränderungen der Regeleinrichtung dar, wie sie bereits grundsätzlich auch in der Abb. 1 dargestellt ist.Figs. 2 and 3 relate to the control device the power plant according to Fig. 1 and each represent changes in the control device, as they are already fundamentally is also shown in Fig. 1.

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Die Abb. 4 zeigt in graphischer Darstellung das Kennfeld des Aufladegebläses der Einspritzbrennkraftmaschine nach Abb. 1.Fig. 4 shows in a graphic representation the characteristics map of the supercharger of the internal combustion engine Fig. 1.

Die Einspritzbrennkraftmaschine der Kraftanlage, die beispielsweise zum Antrieb eines Landfahrzeuges dient, ist mit 1 bezeichnet. Die Kraftabgabe der Einspritzbrennkraftmaschine 1 erfolgt über ein Leistungsverzweigungsgetriebe 2, dem ein Stufengetriebe 3 nachgeschaltet ist. In die Verbindung zwischen dem Schwungrad 4 der Einspritzbrennkraftmaschine und dem Leistungsrerzweigungsgetrietre · ist eine elastische Kupplung 5 eingeschaltet. 6 ist die Abtriebswelle.The injection engine of the power plant that for example used to drive a land vehicle, is denoted by 1. The power output of the internal combustion engine 1 takes place via a power split transmission 2, which is followed by a stepped transmission 3. In the connection between the flywheel 4 of the internal combustion engine and the power branching gearbox an elastic coupling 5 is switched on. 6 is the Output shaft.

Die Einspritzbrennkraftmaschine 1 treibt mit ihren Abgasen eine Abgasturbine 7 an, die mit einem der Einspritzbrennkraftmaschine 1 die Verbrennungsluft unter erhöhtem Druck zuführenden Aufladegebläse 8 gekuppelt ist. Die Einspritzbrennkraftmaschine 1 ist in V-Form mit drei Zylindern 9 in einer Reihe gebaut. Die beiden Zylinderreihen haben jeweils eine eigene Abgasleitung 10 bzw. 11, die zur Abgasturbine 7 führen. Die Verbrennungsluft wird den Zylindern 9 vom Aufladegebläse 8 aus durch eine gemeinsame Ladeleitung 12 zugeführt.The internal combustion engine 1 drives with its exhaust gases an exhaust gas turbine 7, which with one of the internal combustion engine 1, the combustion air is coupled to the supercharger 8 supplying the combustion air under increased pressure. the Injection internal combustion engine 1 is built in a V-shape with three cylinders 9 in a row. The two rows of cylinders each have their own exhaust gas line 10 and 11, which lead to the exhaust gas turbine 7. The combustion air is the cylinders 9 fed from the charging fan 8 through a common charging line 12.

Der Abgasturbolader 7, 8 ist imstande, die Einspritzbrenn-The exhaust gas turbocharger 7, 8 is capable of the injection combustion

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kraftmaschine 1 bei etwa der halben Höchstdrehzahl derselben so stark aufzuladen, daß die Einspritzbrennkraftmaschine dabei mechanisch und thermisch bis auf das höchstzulässige Maß belastet wird. Eine Regeleinrichtung sorgt dafür, daß die Leistung der Einspritzbrennkraftmaschine 1 etwa von ihrer halben Höchstdrehzahl aus bis zu ihrer Höchstdrehzahl möglichst konstant bleibt. Es wird hier ausdrücklich darauf hingewiesen, daß der Einsatz der Regeleinrichtung nicht beschränkt ist auf einen Wirkungsbereich, der bei der halben Höchstdrehzahl beginnt. Es kann gegebenenfalls zweckmäßig sein, die Wirkung der Regeleinrichtung früher oder später einsetzen zu lassen. Es ist im Rahmen der Erfindung auch nicht zwingend, daß die Wirkung der Regeleinrichtung im oberen Drehzahlbereich der' Einspritzbrennkraftmaschine auf das Einhalten genau konstanter Leistung abgestellt ist. Auch hier sind im Rahmen.der Erfindung Abweichungen nach oben und nach unten möglich, die für einen gegebenen Fall vorteilhaft sein können.engine 1 at about half the maximum speed of the same to charge so much that the injection engine is mechanically and thermally up to the maximum permissible level is loaded. A control device ensures that the power of the internal combustion engine 1 remains as constant as possible from about half its maximum speed up to its maximum speed. It will Here it is expressly pointed out that the use of the control device is not limited to an area of activity, which starts at half the maximum speed. It may be useful to test the effect of the To have the control device used sooner or later. It is also not mandatory within the scope of the invention that the effect of the control device in the upper speed range of the internal combustion engine on the observance exactly constant power is turned off. Here, too, there are deviations upwards and downwards within the framework of the invention possible, which may be advantageous for a given case.

Die Kraftanlage weist nunmehr die Besonderheit auf, daß der Abgasturbolader 7,8 an sich für volle Leistung bei Höchstdrehzahl bemessen ist, daß jedoch die Abgasturbine 7 eine verstellbare Leitvorrichtung 15 und gegebenenfalls auch das Aufladegebläse 8 einen verstellbaren Diffusor-Leitapparat 14 besitzt. Durch die Regeleinrichtung werdenThe power plant now has the peculiarity that the exhaust gas turbocharger 7.8 per se for full power Maximum speed is dimensioned, however, that the exhaust gas turbine 7 has an adjustable guide device 15 and optionally The supercharger 8 also has an adjustable diffuser guide apparatus 14. Be through the control device

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p 1* 51 987.0 D 64/46 p 1 * 51 987.0 D 64/46

sowohl die leitvorrichtung 13 als auch der Diffusor-Leitapparat 14 so beeinflußt, daß deren Querschnitte von der Höchstdrehzahl der Einspritzbrennkraftmaschine abwärts bis vorzugsweise zur halben Höchstdrehzahl derselben verändert, verkleinert werden, wobei also bei etwa der halben Höchstdrehzahl Aufladung auf den höchstmöglichen Mitteldruck bei günstigem Wirkungsgrad des Abgasturboladers 7, 8 erreicht wird.both the guide device 13 and the diffuser guide apparatus 14 influenced so that their cross-sections of the maximum speed of the internal combustion engine changed down to preferably half the maximum speed of the same, be reduced, so with about half the maximum speed, charging to the highest possible mean pressure with a favorable efficiency of the exhaust gas turbocharger 7, 8 is achieved.

Nach der Abb. 1 erfolgt die Verstellung der beiden Leitvorrichtungen 13 und 14 durch ein gemeinsames Zahnrädergetriebe 15» dessen Eingangswelle mit 16 bezeichnet ist. An dieser Welle 16 greift die Regeleinrichtung an. Die Regeleinrichtung für den Abgasturbolader 7, 8 steht in wirkungsmäßigem Zusammenhang mit der Regeleinrichtung der Einspritzbrennkraftmaschine 1, deren Brennstoff einspritz;-pumpe mit 17 bezeichnet ist.According to Fig. 1, the two guide devices are adjusted 13 and 14 by a common gear mechanism 15 », the input shaft of which is denoted by 16. The control device acts on this shaft 16. The control device for the exhaust gas turbocharger 7, 8 is in effective connection with the control device of the internal combustion engine 1, the fuel injector; -pump is designated by 17.

Der auf das Segelglied 18 der Brennstoffeinspritzpumpe 17 arbeitende als Fliehkraftregler ausgebildete Drehzahlverstellregler 19 wird von der Kurbelwelle 20 der Einspritzbrennkraftmaschine 1 aus über die Zahnräder 21, 22, 23 und 24 angetrieben. Als Drehzahlverstellglied dient ein Hebel 25 > der bei einem landfahrzeug, beispielsweise Lastkraftfahrzeug, Gleiskettenfahrzeug oder Schienentriebfahrzeug, als Fußhebel ausgebildet ist. Der Hebel 25 istThe speed adjustment controller working on the sail member 18 of the fuel injection pump 17 is designed as a centrifugal governor 19 is from the crankshaft 20 of the internal combustion engine 1 driven from via the gears 21, 22, 23 and 24. A serves as a speed adjustment element Lever 25> which in a land vehicle, for example a truck, caterpillar vehicle or rail motor vehicle, is designed as a foot lever. The lever 25 is

- 11 -- 11 -

909842/0379 «ad909842/0379 «ad

tr « * tr «*

- 11 - 28.3.1969- 11 - 28.3.1969

« / e««ft-7 p 1^ 51 987.0 U51987 D 64/46"/ E""ft-7 p 1 ^ 51 987.0 U51987 D 64/46

im Drehpunkt 26 ortsfest gelagert und wirkt auf die Reglerfeder 27 ein, indem er diese mehr oder weniger spannt. Die Feder 27 belastet die Reglermuffe 28, die mit dem Regelglied 18 der Brennstoffeinspritzpumpe verbunden ist und auf die die Fliehgewichte 29 des Drehzahlverstellreglere 19 über Winkelhebel einwirken. Einer höheren Spannung der Reglerfeder 27 entspricht eine höhere Drehzahl der Einspritzbrennkraftmaschine 1.fixedly mounted in the pivot point 26 and acts on the governor spring 27 by tightening them more or less. The spring 27 loads the regulator sleeve 28 with the Control element 18 of the fuel injection pump is connected and to which the flyweights 29 of the speed adjustment controller 19 act via angled lever. A higher tension of the regulator spring 27 corresponds to a higher speed of the Injection internal combustion engine 1.

Drehzahlveratellregler haben üblicherweise die Wirkung, daß bei einer Verstellung des Drehzahlverstellgliedes, Hebel 25, i*1 Richtung auf höhere Drehzahl, die Fliehgewichte zunächst die volle Füllung an der Brennstoffeinspritzpumpe einstellen, um dann allmählich nach Erreichen der am Drehzahlrerstellhebel 25 vorgewählten Drehzahl die Füllung auf die für das Halten der vorgewählten Drehzahl entsprechende Füllung zu vermindern. Diese Wirkung ist im Rahmen der Eründunj unerwünscht. Aus diesem Grunde wird bei der Kraftanlage gemäß der Erfindung zusammen mit der Betätigung des Drehzahlverstellhebels 25 ein aui das Regelglied 1Ö der Br3nn3toffeinspritzpumpe 1 einwirkender Höchstmengenbegrenzungsanschlag 30 verschoben, der eine solche veränderliche Gestalt hat, daß die Verschiebung des Regelgliedes "IS der Brennstoffeinspritzpumpe 17 durch den Drehzahlverstellregler 19 lediglich einer Füllung entspricht, die für das Halten der am DrehzahlverstellhebelSpeed control regulators usually have the effect that when the speed adjustment member, lever 25, i * 1 direction is adjusted to a higher speed, the centrifugal weights initially set the full charge on the fuel injection pump, and then gradually after reaching the speed preselected on the speed setting lever 25, the charge on the to reduce the corresponding filling for maintaining the preselected speed. This effect is undesirable in the context of the Eründunj. For this reason, in the power system according to the invention, together with the actuation of the speed adjustment lever 25, a maximum quantity limit stop 30 acting on the control element 1Ö of the fuel injection pump 1 is shifted, which has such a variable shape that the displacement of the control element "IS of the fuel injection pump 17 by the speed adjustment controller 19 corresponds only to a filling that is used to hold the speed control lever

- 12 -- 12 -

9098A2/0379BADOR!GlNAL 9098A2 / 0379 BADOR! GlNAL

- 12 - 28.3.1969- 12 - 28.3.1969

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I * 9 I 9 O / D 64/46 I * 9 I 9 O / D 64/46

neu eingestellten Drehzahl notwendig ist. Wie die Abb.1 zeigt, ist der verschiebbare Anschlag 30 nach einer Raumkurve ausgebildet und wird auch noch in Abhängigkeit vom Ladedruck des Aufladegebläses 8 von?einer Membrandose 31 bewegt. Die Membrandose 31 wirkt über eine Zahnstange 32 und ein Zahnrad 33 auf eine längsverschiebliche Welle 34 ein, mit welcher zusammen der Anschlag 30 verschiebbar ist. Zur Verschiebung des Anschlages 30 vom Drehzahlverstellhebel 25 aus greift an der verschiebbaren Welle ein Winkelhebel 35 an, der über eine Stange 36 mit dem Drehzahlverstellhebel 25 in Verbindung steht. Die Membrandose 31 ist über eine Leitung 37 mit dem Diffusor 38 des Aufladegebläses 8 verbunden. Durch die Einwirkung des Ladedruckes des Aufladegebläses 8 auf den Anschlag 30 geht in die Regelung der Einspritzbrennkraftmaschine 1 auch der Ladedruck des Aufladegebläses 8 insofern ein, als einem höheren Ladedruck eine höhere Füllung, gefördert durch die Brennstoffeinspritzpumpe 17, zugeordnet ist.newly set speed is necessary. Like the Fig.1 shows, the displaceable stop 30 is designed according to a space curve and is also dependent on Boost pressure of the supercharger 8 from a membrane can 31 emotional. The diaphragm can 31 acts via a toothed rack 32 and a toothed wheel 33 on a longitudinally displaceable shaft 34 a, with which the stop 30 is displaceable. To move the stop 30 from the speed adjustment lever 25 from engages on the displaceable shaft an angle lever 35, which via a rod 36 with the Speed adjustment lever 25 is in connection. The membrane can 31 is connected to the diffuser 38 via a line 37 of the supercharger 8 connected. By the action of the boost pressure of the supercharger 8 on the stop 30 the control of the internal combustion engine 1 also includes the boost pressure of the supercharger 8, as a higher charge, conveyed by the fuel injection pump 17, is assigned to a higher charge pressure.

Die Regelung der Einspritzbrennkraftmaschine 1 nach etwa gleichbleibender Leistung im oberen Drehzahlbereich geschieht durch einen besonderen Drehzahlregler 39, dessen Anordnung so getroffen ist, daß er mit ansteigender Drehzahl der Einspritzbrennkraftmaschine im Sinne einer Verkleinerung der Höchstbrennstoffmenge auf das Regelglied 18 der Brennstoffeinspritzpumpe 17 einwirkt. Zu diesemThe control of the internal combustion engine 1 takes place after approximately constant power in the upper speed range by a special speed controller 39, the arrangement of which is made so that it increases with increasing speed of the internal combustion engine in the sense of a reduction in the maximum amount of fuel on the control element 18 of the fuel injection pump 17 acts. To this

909842/0379 AD«*»**·909842/0379 AD «*» ** ·

- 13 - 28.3.1969- 13 - 28.3.1969

1 / CtQQ7 p H 51 987.0 H5 |387 D 64/461 / CtQQ7 p H 51 987.0 H5 | 387 D 64/46

Zweck greift das Regelglied 18 der Brennstoffeinspritzpumpe 17 an einem Additionshebel 40 an, dessen einer Hebelarm Berührung mit dem Höchstmengenbegrenzungsanschlag 30 und dessen anderer Hebelarm Berührung mit dem Verstellglied 41 des Drehzahlreglers 39 hat. Die Berührung des Additionshebels 40 mit dem Anschlag 30 ist durch eine Stelze 42 und die Berührung des Additionshebels 40 mit dem Verstellglied 41 ist durch eine Stelze 43 herbeigeführt. Die Stelze 43 liegt dabei nicht unmittelbar an dem Verstellglied 41 an, sondern an einem Querhebel 44 des Verstellgliedes 41, der in einem ortsfesten Drehpunkt 45 gelagbrt ist. Die Reglerfeder 46 des Drehzahlreglers 39 ist am Pederteller 47 fest eingestellt. 48 sind die ELiehgewichte des Drehzahlreglers 39» die über Winkelhebel 49 auf die Reglermuffe 50 einwirken, die mit dem Regelglied 41 verbunden ist. Der Drehzahlregler 39 wird über Zahnräder 51 und 52 angetrieben. Das Zahnrad 52 steht mit dem Zahnrad.23 über eine Welle 53 in treibender Verbindung.Purpose, the control element 18 of the fuel injection pump 17 acts on an addition lever 40, one of which is a lever arm Contact with the maximum quantity limit stop 30 and its other lever arm contact with the adjusting member 41 of the speed controller 39 has. The contact of the addition lever 40 with the stop 30 is by a Stilt 42 and the contact of the addition lever 40 with the adjusting member 41 is brought about by a stilt 43. The stilt 43 does not lie directly on the adjusting member 41, but on a transverse lever 44 of the adjusting member 41, which is in a fixed pivot point 45 is stored. The governor spring 46 of the speed governor 39 is permanently set on the Peder plate 47. 48 are the e-weights of the speed governor 39 »which act via angle lever 49 on the governor sleeve 50, which with the control element 41 is connected. The speed controller 39 is driven via gears 51 and 52. The gear 52 is with the Zahnrad.23 via a shaft 53 in driving connection.

Der wirkungsmäßige Zusammenhang der Regeleinrichtung der Einspritzbrennkraftmaschine 1 mit der Regelung des Abgasturboladers 7, 8 ist hergestellt durch eine an der Eingangswelle 16 angreifende Kurbel 54, die über eine Stange 55 an einem im Drehpunkt 56 ortsfest gelagerten Winkelhebel 57 angreift. Der noch freie Hebel 58 des Winkelhebels 57 steht in gelenkiger Verbindung mit einer Stange 59» dieThe functional relationship of the control device of the internal combustion engine 1 with the control of the exhaust gas turbocharger 7, 8 is produced by a crank 54 which acts on the input shaft 16 and which is via a rod 55 on an angle lever which is fixedly mounted in the pivot point 56 57 attacks. The still free lever 58 of the angle lever 57 is in an articulated connection with a rod 59 »die

BAD ORIQfNAL -H-BAD ORIQfNAL -H-

909842/0379909842/0379

- 14 - 28.3.1969- 14 - 28.3.1969

D 64/46D 64/46

zu einem Additionshebel' 60 führt. Das eine Ende des Additionshebels 60 hat im Drehpunkt 61 gelenkige Verbindung mit einer Verlängerung des Verstellgiiedes 41 des Drehzahlreglers 39» so daß auf diese Weise die Drehzahl der Einspritzbrennkraftmaschine 1 als Regelgröße in die Regelung des Abgasturboladers 7, 8 eingeht. Die.Leitvorrichtungen 13 und 14 des Abgasturboladers werden aber auch noch vnn dem Regelglied 18 der Brennstoffeinspritzpumpe beeinflußt, indem dieses zusammen mit dem Verstellglied an dem Additionshebel 60 angreift. Es geschieht dies über einen mit dem Regelglied 18 verbundenen, im ortsfesten Drehpunkt 62 gelagerten Doppelhebel 63 und eine Stangeleads to an addition lever '60. One end of the addition lever 60 has an articulated connection at the pivot point 61 with an extension of the adjusting member 41 of the speed controller 39 'so that in this way the speed of the internal combustion engine 1 is included as a control variable in the regulation of the exhaust gas turbocharger 7, 8. The guiding devices 13 and 14 of the exhaust gas turbocharger are also controlled by the control element 18 of the fuel injection pump influenced in that this acts on the addition lever 60 together with the adjusting member. It does this over a double lever 63 connected to the control member 18 and mounted in the stationary pivot point 62 and a rod

Wie bereits in der Einleitung zur Zeichnungsbeschreibung angedeutet wurde, sind ohne von der Erfindung abzuweichen, : Änderungen der Regeleinrichtung möglich.As already indicated in the introduction to the description of the drawings, without deviating from the invention, : Changes to the control system are possible.

In der Abb. 2 ist die Brennstoffeinspritzpumpe mit 65 bezeichnet. 66 ist ihr Regelglied, welches beeinflußt wird durch einen Drehzahlverstellregler 67. Der Drehzahlverstellhebel des Drehzahlverstellreglers 67 ist mit 68 bezeichnet. Der Drehzahlverstellregler 67 wirkt über einen Kraftverstärker 69, auf das Regelglied 66 der Brennstoffeinspritzpumpe 65. Um zu verhindern, daß beim Einstellen einer höheren Drehzahl am Drehzahlverstellhebel 68 der Drehzahlverstellregler 67 plötzlich volle Füllung gibt, istThe fuel injection pump is denoted by 65 in FIG. 2. 66 is its regulating element, which is influenced by a speed adjustment controller 67. The speed adjustment lever of the speed adjustment controller 67 is denoted by 68. The speed adjustment controller 67 acts via a Booster 69, on the control element 66 of the fuel injection pump 65. To prevent that when adjusting a higher speed at the speed adjustment lever 68 of the Speed adjustment controller 67 suddenly gives full filling is

- BAD 909842/0379 - 15 -- BATH 909842/0379 - 15 -

- 15 - 28.3.1969- 15 - 28.3.1969

P H 51 D 64/46P H 51 D 64/46

1451987 p u-51 9b71451987 pu - 51 9b7 - °

in die Verbindung zwischen dem Kraftverstärker 69 und dem Eegelglied 66 ein Verzögerungskorben 70 eingebaut. Dieser Kolben wird zweckaäßigerweise so ausgebildet, daß er seine dämpfende Wirkung nur bei einer Verstellung des Drehzahlverstellhebels 68 in Richtung auf höhere Drehzahl ausübt. Der Verzögerungskolben 70 arbeitet in einem mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Zylinder 71, der gegen die Kraft einer Feder 72 verschiebbar ist. Die Verbindung von Kraftverstärker 69 zum Eegelglied 66 ist hergestellt durch einen im festen Drehpunkt 73 gelagerten Doppelhebel 74, eine Stange 75 und einen Doppelhebel 76, der seinen Drehpunkt. 77 am Hegelglied 66 hat. Das freie Ende 78 des Doppelhebels 76 ist über eine Stange 79 verbunden mit einem im festen Drehpunkt 80 gelagerten Doppelhebel 81, dessen freies Ende 82 gelenkig an einer Stange 83 des Zylinders 7-1 angreift. An der Stange 83 greift auch die Feder 72 an, die sich gegen einen ortsfesten Anschlag 84 abstützt. Der Doppelhebel 74 greift über eine Schlaufe 85 an der Stange 06 des Kolbens 70 an, die zum Kraftverstärker b$ führt.A deceleration basket 70 is built into the connection between the power amplifier 69 and the control element 66. This piston is expediently designed so that it only exerts its damping effect when the speed adjusting lever 68 is adjusted in the direction of a higher speed. The delay piston 70 works in a cylinder 71 which is filled with damping fluid and which can be displaced against the force of a spring 72. The connection of the power amplifier 69 to the control element 66 is established by a double lever 74 mounted in the fixed pivot point 73, a rod 75 and a double lever 76, which forms its pivot point. 77 on the Hegel link 66. The free end 78 of the double lever 76 is connected via a rod 79 to a double lever 81 mounted in the fixed pivot point 80, the free end 82 of which engages in an articulated manner on a rod 83 of the cylinder 7-1. The spring 72, which is supported against a stationary stop 84, also acts on the rod 83. The double lever 74 engages via a loop 85 on the rod 06 of the piston 70, which leads to the force booster b $ .

Die Höchstmengenbegrenzung erfoljt wiederum durch einen fest eingestellten Drehzahlregler a(t der über einen Kraftverstärker 88 den Höchstmen^enbegrensungsanschlag 89 verschiebt, ./regen den das Ende 90 des Regelgliedes bb anstöSt; dies jedoch nicht unmittelbar, sondern unter Zwischenschaltung eines Keilstücices 91J welches über eineThe maximum quantity is again limited by a permanently set speed controller a ( t, which moves the maximum quantity limit stop 89 via a power amplifier 88, / stimulates the end 90 of the control element bb; this, however, not directly, but with the interposition of a wedge 9 1 J which over a

IAD ORiGtNAL - 16 -IAD ORiGtNAL - 16 -

909842/0379909842/0379

- 16 - 28.3.1969- 16 - 28.3.1969

HS 1987* H/51 987.0 HS 1987 * H / 51 987.0

Stange 92 von einer Membrandose 93 "betätigt wird, die über eine Leitung 94 mit dem Diffusor des Aufladegebläses 8 in Verbindung steht. Auf diese Weise gehen in die I1Ullungsbegrenzung als Regelimpuls sowohl die Drehzahl der Einspritzbrennkraftmaschine 1 als auch der Ladedruck des Aufladegebläses 8 ein.Rod 92 is actuated by a diaphragm can 93 ″, which is connected to the diffuser of the supercharger 8 via a line 94. In this way, both the speed of the internal combustion engine 1 and the boost pressure of the supercharger 8 are included in the I 1 limit as a control pulse .

Der Kraftverstärker 88 ist deshalb vorgesehen, weil der Drehzahlregler 87 auch zur Verstellung der Leitvorrichtungen 13, 14 des Abgasturboladers 7, 8 dient. Es geschiehtThe booster 88 is provided because of the Speed controller 87 is also used to adjust the guide devices 13, 14 of the exhaust gas turbocharger 7, 8. It happens

dies dadurch, daß an der Stange 95, die den Höchstmengenbe-; grenzungsanschlag 89 trägt, im Punkt 96 ein doppelarmiger Hebel 97 angelenkt ist. Der doppelarmige Hebel 97 steht an einem Ende über eine Stange 98 mit der Kurbel 54 in Verbindung. Das andere Ende 99 des doppelannigen Hebels 97 hat über eine Stange 100 Verbindung mit der Verlängerung 101 des doppelarmigen Hebels 74· Dadurch wird die an sich nicht unbedingte Forderung erfüllt, daß zur Regelung der Leitvorrichtungen 13, 14 des Abgasturboladers 7, 8 neben der Drehzahl der Einspritzbrennkraftmaschine 1 auch die jeweilige Stellung des Regelgliedes 66 der Brennstoffein- ' spritzpumpe 65 herangezogen wird.this by the fact that on the rod 95, the maximum amount; limit stop 89 carries, at point 96 a double-armed Lever 97 is articulated. The double-armed lever 97 is connected at one end to the crank 54 via a rod 98. The other end 99 of the double-barreled lever 97 is connected to the extension 101 via a rod 100 of the double-armed lever 74 · This fulfills the requirement, which is not unconditional in itself, that to regulate the Guide devices 13, 14 of the exhaust gas turbocharger 7, 8 in addition to the speed of the internal combustion engine 1 also the respective position of the control element 66 of the fuel inlet ' injection pump 65 is used.

Nach Abb. 3 erfolgt die Verstellung der Leitvorrichtungen 13, H des Abgasturboladers 7, 8 ausschließlich in Abhängigkeit von. der Drehzahl der Einspritzbrennkraftmaschine 1, indem an der Stange 95 ein im festen DrehpunktThe guide devices are adjusted according to Fig. 3 13, H of the exhaust gas turbocharger 7, 8 only as a function from. the speed of the injection engine 1 by adding a fixed pivot point to the rod 95

903842/037 9903842/037 9

- 17 - 28.3.1969- 17 - 28.3.1969

H51987 £H51987 £

gelagerter Doppelhebel 103 angreift, dessen freies Ende 104 zur Kurbel 54 führt. Die Beeinflussung des Eegelgliedes 66 der Brennstoffeinspritzpumpe 65 geschieht unmittelbar durch einen als Doppelhebel ausgebildeten Verstellhebel 105f der mit einem Ende 106 in der Schlaufe eines Hebels 107 geführt iat, der über eine Stange 108 am Kegelglied 66 angreift und auch Verbindung hat mit einem Leerlauf- und Indregler 109. Um eine Übersteuerung durch den Hegler 87 zu ermöglichen, wird der Hebel 105 betätigt durch einen weiteren Hebel 110, der über eine Feder 111 an dem aoch freien Ende 112 des im festen Drehpunkt 113 gelagerten Hebels 105 angreift. An den Hebel 105 ist noch ein Winkelstück 114 angesetzt, gegen das der Hebel 110 anschlägt. Der Hebel 110 ist schwenkbar gelagert an dem Teil des Hebels 105, der zwischen dem Drehpunkt 113 und dem Ende 106 liegt.mounted double lever 103 engages, the free end 104 of which leads to the crank 54. The control element 66 of the fuel injection pump 65 is influenced directly by an adjusting lever 105 f designed as a double lever which is guided with one end 106 in the loop of a lever 107 which engages the cone element 66 via a rod 108 and also has a connection with an idle and Indroller 109. In order to enable override by the Hegler 87, the lever 105 is actuated by a further lever 110, which acts via a spring 111 on the also free end 112 of the lever 105 mounted in the fixed pivot point 113. An angle piece 114 is attached to the lever 105, against which the lever 110 strikes. The lever 110 is pivotably mounted on that part of the lever 105 which lies between the pivot point 113 and the end 106.

Die Beanspruchung der Einspritzbrennkraftmaschine 1, die ala Viertakt-Maschine ausgebildet ist, erfolgt wie schon gesagt - etwa bei der halben Höchstdrehzahl bis auf höchstmögliches pe. Die besondere Art des Abgasturboladers erlaubt es, unter Umständen die Maschine auch bei höheren Drehzahlen bis an ihr äußerstes Vermögen zu belasten. Aus diesem Grunde kann es sehr von Vorteil sein, wenn die Einspritzbrennkraftmasohine 1 Arbeitskolben aufweist, die mit einer Vorrichtung zur selbsttätigen Veränderung desThe stress on the injection engine 1, the ala four-stroke engine is designed, takes place as before said - at about half the maximum speed up to the highest possible pe. The special type of exhaust gas turbocharger allows the machine to be loaded to its maximum capacity even at higher speeds. the end For this reason, it can be very advantageous if the injection combustion engine 1 has working pistons which with a device for automatic change of the

- 18 -- 18 -

909842/0379 A° °RIQINAL 909842/0379 A ° ° RIQINAL

- 18 - 28.3.1969- 18 - 28.3.1969

51 987.051 987.0

Yerdichtungsraumes der Arbeitszylinder ausgerüstet sind, so daß der maximale Yerbrennungsdruck in den Arbeltszylindern durch Veränderungen des Kompressionsverhältnisses in einem weiten Drehzahlbereich und bei unterschiedlichen Belastungen der Maschine im wesentlichen konstant gehalten wer den kann. Kolben dieser Art haben sich bereits bewährt und sind bekanntgeworden durch die deutsche Patentschrift Yerdichtungsraumes of the working cylinder are equipped so that the maximum Yerbr burn pressure in the Arbeltszylindern by changing the compression ratio in a wide speed range and at different loads on the machine can be kept essentially constant who the. Pistons of this type have already proven themselves and have become known through the German patent specification

1.062.981.1,062,981.

Damit die Hochaufladung der Einspritzbrennkraftmaschine [ leichter möglich ist, ist in die ladeleitung 12 ein lader luftkühler 115 eingebaut. Die Kühlung der Einspritzbrennkraftmaschine ist entsprechend des vorzugsweisen Betriebes A charging air cooler 115 is built into the charging line 12 so that high charging of the internal combustion engine can be carried out more easily. The cooling of the internal combustion engine is according to the preferred operation

nach gleichbleibender leistung im oberen Drehzahlbereich ■ ebenfalls geregelt. Der Kühler ist in Abb. 1 mit 116 bezeichnet. Er wird durch einen Lüfter 117 betrieben, der . vom Zahnrad 23 aus über eine Welle 118 angetrieben wird. In die Welle 118 ist ein stufenlos regelbares Getriebe eingebaut, dessen Eegelglied 120 über eine Stange 121 mit einem winkeligen Ansatz 122 des Drehzahlverstellhebels verbunden ist. Auf den Hebel 120 kann auch noch ein Impuls übertragen werden, der abhängig ist von der Drehzahl der Einspritzbrennkraftmaschine, Es müßte dann am Hebel 120 ein Additionshebel angreifen,also regulated according to constant performance in the upper speed range. The cooler is designated 116 in FIG. 1. It is operated by a fan 117, the . is driven by the gear 23 via a shaft 118. A continuously variable transmission is built into the shaft 118, the control element 120 of which is connected via a rod 121 to an angular extension 122 of the speed adjustment lever. On the lever 120 also an impulse can be transmitted, which is dependent on the speed of injection internal combustion engine, then it would have on the lever 120 to attack an addition levers

Wie schon erwähnt, erfolgt der Abtrieb der DieselmaschineAs already mentioned, the diesel engine is driven

- 19 909842/0379 »ad oriöinal- 19 909842/0379 »ad orioinal

· I t· I t

- 19 - 28.3.1969- 19 - 28.3.1969

H 51 64/46H 51 64/46

1451987*; H-51 9Ö7·0 1451987 *; H - 51 9Ö7 · 0

über ein Leistungsverzweigungsplanetengetriebe 2. Es hat zwei Zweige, einen rein mechanischen und einen mechanischhydrodynamischen Zweig. Der mechanische Zweig "besteht nach Abb. 1 aus einem Teil des Planetengetriebes 123· Der mechanisch-hydrodynamische Zweig besteht aus einem anderen Teil dee Planetengetriebes zusammen mit einem Turbowandler 124, der »it einem Freilauf 125 auf der Eingangswelle 126 zum Stufengetriebe 3 sitzt. Das Stufengetriebe 3 ist zweckmäßig als öldrueklastschaltbares Getriebe ausgebildet.via a power branching planetary gear 2. It has two branches, a purely mechanical and a mechanical-hydrodynamic branch. The mechanical branch "is according to Fig. 1 from a part of the planetary gear 123 · of the mechanical-hydrodynamic branch consists of another part dee planetary gear together with a turbo transducer 124» it a free-wheel 125 on the input shaft 126 for stage transmission 3 is seated. The Multi-step transmission 3 is expediently designed as an oil pressure shiftable transmission.

Getriebekombinationen der vorstehend näher erwähnten Art sind an sich bekannt. Bei ihnen wird das von der Einspritzbrennkraftmaschine 1 eingeleitete Drehmoment teilweise unmittelbar auf die Abtriebswelle 12b bzw. b und zugleich über das Pumpenrad 127 des Wandlers, die Betriebsflüssigkeit, das Turbinenrad 12Ö und den Freilauf 125 auf die Abtriebswelle 126 bzw. 6 übertragen. Damit ergibt sich eine Mischung der Wirkungsgrade des hydraulischen und des mechanischen Kraftweges, d.h. eine erhebliche Wirkungsgradsteigerung gegenüber einem einfachen Drehmomentwandler. Das vorgeschaltete Leistungsverzweigungsplanetengetriebe 123 "bietet gleichzeitig die Möglichkeit, einen rein mechanischen Gang dadurch zu erzielen, daß der mit der Wandlerpumpe 127 verbundene Teil 129 des Leistungsverzweigungsplanetengetriebes 123 durch eine Bremse 130 festgebremst wird und dasGear combinations of the type mentioned in more detail above are known per se. For them, this is done by the internal combustion engine 1 introduced torque partially directly to the output shaft 12b or b and at the same time via the impeller 127 of the converter, the operating fluid, the turbine wheel 12Ö and the freewheel 125 are transmitted to the output shaft 126 and 6, respectively. This creates a mixture the efficiency of the hydraulic and mechanical power path, i.e. a considerable increase in efficiency versus a simple torque converter. The upstream power branching planetary gear 123 "offers at the same time the possibility of achieving a purely mechanical gear in that the gear connected to the converter pump 127 Part 129 of the power split planetary gearbox 123 is braked by a brake 130 and that

Näl _ 20 - Näl _ 20 -

909842/03W909842 / 03W

- 20 - 28.3.1969- 20 - 28.3.1969

Turbinenrad 128 des Wandlers sich über den vorgesehenen Freilauf 125 selbsttätig auskuppelt. Die Umschaltung zwischen dem mechanisch-hydraulischen und dem rein mechanischen Gang erfolgt automatisch in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit einerseits und der Stellung des ■Verstellhebels 25 an der Einspritzbrennkraftmaschine 1 andererseits. Hinter dem Leistungsverzweigungsplanetengetriebe ist z.B. für die Verwendung der Kraftanlage in einem Straßenfahrzeug das Nachschaltgetriebe 3 angeordnet, das neben seinen Vorwärtsgängen auch einen Rückwärtsgang hat. .· Durch die Erfindung werden in der Regel zwei Vorwärtsgänge * ausreichend sein. Durch die immer vorhandene. Verbindung der Abtriebswelle 126 bzw. 6 mit der Einspritzbrennkraftmasohine 1 läßt sich diese entweder allein oder unter gleichzeitiger Mitbenutzung des Wandlers zur Bremsung heranziehen.Turbine wheel 128 of the converter is automatically disengaged via the freewheel 125 provided. Switching between the mechanical-hydraulic and the purely mechanical gear takes place automatically depending on the Driving speed on the one hand and the position of the ■ adjusting lever 25 on the internal combustion engine 1 on the other hand. Behind the power-split planetary gear For example, the secondary transmission 3 is arranged for the use of the power plant in a road vehicle, the in addition to its forward gears, it also has a reverse gear. The invention generally results in two forward gears * be enough. Through the always present. Connection of the output shaft 126 or 6 with the internal combustion engine 1 this can be used either alone or with simultaneous use of the converter for braking.

Es wurde erkannt, daß der vorbeschri'ebene Getriebesatz bereits eine günstige Rückwirkung auf eine normale nicht aufgeladene Einspritzbrennkraftmaschine hat, insofern, als der Getriebesatz imstande ist, bei aufkommender Last die Einspritzbrennkraftmaschine in ihrer Drehzahl schnell zu drücken, so daß sie bei Vollast in ihrem günstigsten Drehzahlbereich arbeitet, wodurch ein günstiger spezifischer Brennstoffverbrauch erzielt werden kann. Diese Wirkung wird bei der erfindungsgemäßen aufgeladenen Einspritz-It was recognized that the gear set described above does not already have a favorable effect on a normal one supercharged injection internal combustion engine has, insofar as the gear set is able, when the load arises Injection engine to push its speed quickly, so that they are at full load in their most favorable speed range works, whereby a favorable specific fuel consumption can be achieved. This effect is in the charged injection according to the invention

- 21 °. " 9 R L ? / Π ? 7 9 - 21 °. "9 R L? / Π? 7 9

- 21 - 28.3.1969- 21 - 28.3.1969

D 64/46D 64/46

brennkraftmaschine noch erheblich verstärkt, weil die bei aufkommender Last sehr schnelle Drückung der Einspritzbrennkraftmaechine in ihrer Drehzahl, das gegenüber einer nioht aufgeladenen Einspritzbrennkraftmasehine sehr stark ansteigende Drehmoment zur Wirkung kommt und eine Überladung der Einspritzbrennkraftmasehine durch den Abgasturbolader vermieden wird.Internal combustion engine is significantly increased because the injection internal combustion engine is pushed very quickly when the load arises in their speed, which is very strong compared to a not supercharged injection combustion engine increasing torque comes into effect and overloading of the injection combustion engine by the exhaust gas turbocharger is avoided.

Nachstehend werden die vorteilhaften Wirkungen des Aufladegebläses 8 anhand des Kennfeldes nach Abb. 4 erläutert.The following are the beneficial effects of the supercharger 8 is explained with the aid of the map according to Fig. 4.

In Abb. 4 sind in der Senkrechten die Druckverhältnisse des Aufladegebläses 8 und in der Waagerechten der Luftdurchsatz des Aufladegebläses 8 aufgetragen. Im Kennfeld nach Abb. lassen eich die Schlucklinien der Einspritzbrennkraftmasehine darstellen. Die Linie 131 stellt das Schluckvermögen der Einspritzbrennkraftmaschine 1 bei etwa der halben Höchstdrehzahl dar. Die Linie 132 gibt das Schluckvermögen der Einspritzbrennkraftmaschine 1 bei Höchstdrehzahl an. Was aas Aufladegebläse 8 angeht, so sind für dieses unter Bezugnahme auf die vorerwähnten Schlucklinien, die Linien für die Pumpgrenzen und Kurvenscharen für die jeweiligen Wirkungsgrade des Aufladegebläses 8 eingezeichnet.In Fig. 4 the pressure conditions of the supercharger 8 are in the vertical and the air throughput in the horizontal of the charging blower 8 applied. The absorption lines of the internal combustion engine can be seen in the map according to the illustration represent. The line 131 represents the absorption capacity of the internal combustion engine 1 at approximately half the maximum speed The line 132 indicates the absorption capacity of the internal combustion engine 1 at maximum speed. What aas charging blower 8 is concerned, so are referred to for this on the aforementioned swallowing lines, the lines for the surge limits and families of curves for the respective Efficiency of the supercharger 8 is shown.

Die Linie, welche die Pumpgrenze des Aufladegebläses 8 im Betriebsbereich der halben Höchstdrehzahl der Einspritz-The line which shows the surge limit of the supercharger 8 in the operating range of half the maximum speed of the injection

0 9 8 4 2/0379 AL 0 9 8 4 2/0379 AL

- 22 - 28.3.1969- 22 - 28.3.1969

brennkraftmaschine 1 wiedergibt, ist mit 131 bezeichnet; desgleichen gibt die linie 134 die Pumpgrenze des Aufladegebläse s 8 im Bereich der Höchstdrehzahl der Bnspritzljrennkraftmaschine 1 wieder. Die Kurvenscharen, welche die Wirkungsgrade des Aufladegebläses 8 erkennen lassen, gehen jeweils von den linien 131 und 134 aus. Es sei hier noch erwähnt, daß die Angaben für das Aufladegebläse 8 für den Bereich der halben Höchstdrehzahl durch gestrichelte linie wiedergegeben sind; die entsprechenden Angaben für den Bereich der Höchstdrehzahl sind durch ausgezogene BhIen wiedergegeben.Internal combustion engine 1 reproduces is denoted by 131; Likewise, the line 134 shows the surge limit of the supercharger 8 in the range of the maximum speed of the injection engine 1. The families of curves, which reveal the efficiency of the supercharger 8, are based on the lines 131 and 134, respectively. It should be mentioned here that the information for the supercharger 8 for the range of half the maximum speed is shown by a dashed line; the corresponding information for the range of the maximum speed is shown by solid lines.

Aus der Abb. 4 ist ersichtlich, daß die Charakteristik des Aufladegebläses 8 durch den Diffusor-leitapparat 14 in dem Arbeitsbereich der Einspritzbrennkraftmaschine 1 zwischen ihrer halben Höchstdrehzahl und ihrer Höchstdrehzahl stetig verändert wird. Von der halben Höchstdrehzahl der Einspritzbrennkraftmaschine 1 bis zu. ihrer Höchstdrehzahl liegen die Pumpgrenzen zwischen den linien 131 und 134 und demgemäß verschieben sich auch die Kurvenscharen für die Angabe des Wirkungsgrades des Aufladegebläses 8.From Fig. 4 it can be seen that the characteristics of the supercharger 8 by the diffuser guide apparatus 14 in the Working range of the internal combustion engine 1 between half its maximum speed and its maximum speed steadily is changed. From half the maximum speed of the internal combustion engine 1 up to. their maximum speed are the Pumping limits between the lines 131 and 134 and accordingly the families of curves for the specification also shift the efficiency of the supercharger 8.

In Abb. 4 ist noch eine linie 135 eingetragen. Uach dieser linie verläuft das maximale pQ der Einspritzbrennkraftmaschine 1 im Drehzahlbereich der Einspritzbrennkraftmaschine 1 zwischen ihrer halben Höchstdrehzahl und ihrer Höchstdrehzahl. Wie ersichtlich, bleibt diese linie über einem weitenA line 135 is also entered in Fig. 4. According to this line, the maximum p Q of the internal combustion engine 1 runs in the speed range of the internal combustion engine 1 between half its maximum speed and its maximum speed. As can be seen, this line remains over a wide area

909842/0379 BAD obkmnal909842/0379 BAD obkmnal

— 23 —- 23 -

- 23 - 28.3.1969- 23 - 28.3.1969

51 ^87.0 51 ^ 87.0

Bereich im Gebiet guter Wirkungsgrade des Aufladegebläses b.Area in the area of good efficiency of the supercharger b.

- 24 -- 24 -

9:9842/03799: 9842/0379

Claims (12)

- 24 - 28.3.1969 Patentansprüche- 24 - 03/28/1969 patent claims 1. Einspritzbrennkraftmaschine, die mit stark schwankender Drehzahl und Belastung betrieben wird und einen Abgasturbolader hat, der die Maschine bis zu einer bestimmten Teildrehzahl, zweckmäßigerweise der halben Höchstdrehzahl mit dem höchstmöglichen Mitteldruck auflädt, wobei eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, die von dieser Teildrehzahl der Maschine bis zu deren Höchstdrehzahl die leistung der Maschine möglichst konstant hält, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasturbolader (7,8) an sich für volle Leistung bei Höchstdrehzahl bemessen ist, daß jedoch die Abgasturbine (7) eine verstellbare Leitvorrichtung (13) und gegebenenfalls auch der Verdichter (8) einen verstellbaren Diffusor-Leitapparat (14) besitzt und daß eine oder beide Leitvorrichtungen des Abgasturboladers (7,8) durch die Regeleinrichtung so beeinflußt werden, daß die ,uerschnitte der beiden Leitapparate (13, 14) von der Höchstdrehzahl abwärts bis zur vorzugsweise halben Höchstdrehzahl verändert (verkleinert) werden und damit bis zur bestimmten Teildrehzahl nach Möglichkeit konstante Leistung bzw. entsprechende Aufladung auf den höchstmöglichen Mitteldruck bei günstigem Wirkungsgrad erreicht wird.1. Injection internal combustion engine that is operated with strongly fluctuating speed and load and has an exhaust gas turbocharger that drives the machine up to a certain partial speed, expediently half that Maximum speed with the highest possible mean pressure, with a control device is provided, which of this partial speed of the machine up to its maximum speed keeps the performance of the machine as constant as possible, characterized in that the exhaust gas turbocharger (7, 8) is dimensioned per se for full power at maximum speed, However, that the exhaust gas turbine (7) has an adjustable guide device (13) and possibly also the compressor (8) has an adjustable diffuser guide device (14) and that one or both guide devices of the exhaust gas turbocharger (7,8) can be influenced by the control device in such a way that the cross sections of the two diffusers (13, 14) can be changed (reduced) from the maximum speed down to preferably half the maximum speed and thus up to the certain partial speed, if possible, constant power or corresponding charging to the the highest possible mean pressure is achieved with a favorable degree of efficiency. BAD ORIQiNALBAD ORIQiNAL - 25 -- 25 - 9ü9 842703799ü9 84270379 28.3.1969March 28, 1969 P H 51 987.0P H 51 987.0 D 64/46D 64/46 2. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch «gekennzeichnet, daß die Leitvorrichtung (13) an der Turbine (7) auch von dem Eegelglied (18) der Brennstoffeinspritzpumpe (17) beeinflußt wird, indem dieses zusammen mit dem Einstellglied (25) für die Drehzahl an einem Additionshebel (60) angreift, der mit dem Verstellglied (16) der Leitvorrichtung (13, H) gekuppelt ist.2. Injection internal combustion engine according to claim 1, characterized «Characterized in that the guide device (13) on the turbine (7) is also controlled by the control element (18) of the fuel injection pump (17) is influenced by this together with the setting member (25) for the speed of one Adding lever (60) engages, which with the adjusting member (16) the guide device (13, H) is coupled. 3. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide verstellbaren Leitvorrichtungen des Abgasturboladers (7,8) neben der Abhängigkeit von der Drehzahl auch von dem Mengenregelglied (18) der Brennstoffeinspritzpumpe (17) beeinflußt werden, indem dieses zusammen mit dem Einstellglied (25) für die Drehzahl an einem Additionshebel (60) angreift, der mit dem Verstellglied (16) der Leitvorrichtungen (13»H) gekuppelt ist und damit den Abgasturbolader (7) auch im Teillastbereich optimal zur Wirkung bringt.3. Injection internal combustion engine according to claim 1, characterized characterized in that one or both adjustable guide devices of the exhaust gas turbocharger (7,8) in addition to the dependency can also be influenced by the speed of the quantity control element (18) of the fuel injection pump (17), by engaging this together with the setting member (25) for the speed on an addition lever (60) which is coupled to the adjusting member (16) of the guide devices (13 »H) and thus the exhaust gas turbocharger (7) also in the Partial load range brings optimal effect. 4. Einspritzbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen4. Injection internal combustion engine according to the claims 1 bis 3» gekennzeichnet durch einen Drehzahlverstellregler (39), der auf das Regelglied (18) der Brennstoffeinspritzpumpe (17) einwirkt, deren Hbchstmengenbegrenzung durch einen verschiebbaren Anschlag (30) veränderlich ist, der unter dem Einfluß des Drehzahlverstellgliedes (25) steht.1 to 3 »characterized by a speed adjustment controller (39), which acts on the control element (18) of the fuel injection pump (17), the maximum amount of which is limited is variable by a displaceable stop (30), which is under the influence of the speed adjustment member (25) stands. - 26 09842/0 37 9- 26 09 842/0 37 9 26 - 28.3.196926 - 28.3.1969 U51987ξU51987ξ 5· Einspritzbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Anschlag (30) nach .einer Raumkurve ausgebildet ist und in Abhängigkeit vom ladedruck des Verdichters (8), z.B. über eine Membrandose (31), bewegt werden kann.5 · Injection internal combustion engine according to claims 1 to 4, characterized in that the displaceable Stop (30) is designed according to a space curve and depending on the boost pressure of the compressor (8), e.g. can be moved via a diaphragm box (31). 6. Einspritzbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen T bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Begelglied (18) der Brennstoffeinspritzpumpe (17) im Bereich des Anschlages für die Höchstmengenbegrenzung an einen Additionshebel (40) angreift, dessen einer Hebelarm Kontakt mit dem Hochstmengenbegrenzungsanschlag (30) und dessen anderer Hebelarm Kontakt mit dem Verstellglied (41) eines weiteren Drehzahlreglers (39) hat, dessen Anordnung eo getroffen ist, daß er mit ansteigender Drehzahl der Maschine im Sinne einer Verkleinerung der Brennstoffhöchstmenge auf das Regelglied (18) der Brennstoffeinspritzpumpe (17) einwirkt.6. Injection internal combustion engine according to claims T to 5, characterized in that the Begel member (18) the fuel injection pump (17) engages in the area of the stop for the maximum quantity limitation on an addition lever (40), one of which is in contact with a lever arm the maximum quantity limit stop (30) and its others Lever arm has contact with the adjusting member (41) of a further speed controller (39), the arrangement of which is taken eo is that he increases the speed of the engine in the sense of a reduction in the maximum amount of fuel acts on the control element (18) of the fuel injection pump (17). 7. Einspritzbrennkraftmasehine nach den Ansprüchen7. Injection combustion engine according to the claims 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Kraftabgabe der Maschine (1) über ein leistungsverzweigungsgetriebe (2), dem auch ein Stufengetriebe (3) nachgescbaLtet werden kann, erfolgt, wobei das Leistungsverzweigungsgetriebe (2) aus einem vorgeschalteten Plane-1 to 6, characterized in that the power output of the machine (1) via a power-split transmission in a manner known per se (2), which can also be followed by a stepped transmission (3), the power split transmission (2) from an upstream tarpaulin - 27 - " 9098Ü2/0373 ™> mtm - 27 - "9098Ü2 / 0373 ™> mtm - 27 - 28.3.1969- 27 - 28.3.1969 H51987 * 24,5J 987·°H51987 * 2 4 , 5 J 987 ° D 64/46D 64/46 tengetriebe (123) und einem nachgeschalteten mechanischen Zweig alt gegebenenfalls auch ein oder mehr Schaltstufen und einem hydrodynamischen Turbowandler (124) besteht. gearbox (123) and a downstream mechanical branch old optionally also one or more gear stages and a hydrodynamic turbo converter (124). 8. Einspritzbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 7f gekennzeichnet durch eine elastische Kupplung (5) zwischen der Maschine (1) und dem Leistungsverzweigungs- getriebe (2).8. Injection internal combustion engine according to claims 1 to 7 f, characterized by an elastic coupling (5) between the machine (1) and the power split transmission (2). 9. Einspritzbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen9. Injection internal combustion engine according to the claims 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlanlage (116) der Maschine (1) mit konstanter Kühlleistung über den ganzen Drehzahlbereich der Maschine (1) arbeitet, indem z.B. der Lüfter (117) der Kühlanlage (116) durch ein regelbares Getriebe (119) angetrieben wird.1 to 8, characterized in that the cooling system (116) of the machine (1) works with constant cooling capacity over the entire speed range of the machine (1), for example by the fan (117) of the cooling system (116) by a controllable gear (119 ) is driven. 10. Einspritzbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen10. Injection internal combustion engine according to the claims 1 bis 9f dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlanlage (116) in Abhängigkeit von der Motorleistung bzw. von Drehzahl und Einspritzmenge auf den jeweils optimalen Leistungswert geregelt wird. 1 to 9f characterized in that the cooling system (116) is regulated in dependence on the engine power and speed and injection quantity to the respective optimal power value. 11· Einspritzbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ladeluftkühler (115) vorgesehen wird, der in vorteilhafter Weise in der Ladeleitun£; (12) untergebracht sein kann.11 · injection internal combustion engine according to claims 1 to 10, characterized in that a charge air cooler (115) is provided, which in an advantageous manner in the Ladeleitun £; (12) can be accommodated. BAD ORiGiNALBAD ORiGiNAL 0 9 8^2/0370 9 8 ^ 2/037 - 28 -1/CtQQ7 28.3.1969- 28 -1 / CtQQ 7 March 28, 1969 12. Einspritzbrennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 11, gekennzeichnet durch Kolben mit einer Vorrichtung zur selbsttätigen Veränderung des Verdichtungsraumes der Zylinder, so daß der maximale Verbrennungsdruck im Zylinder durch Veränderungen des Kompressionsverhältnisses in einem weiten Drehzahlbereich und bei unterschiedlichen Belastungen der Maschine (1) im wesentlichen konstant gehalten werden kann.12. Injection engine according to the claims 1 to 11, characterized by a piston with a device for automatically changing the compression space the cylinder so that the maximum combustion pressure in the cylinder by changing the compression ratio essentially constant over a wide speed range and with different loads on the machine (1) can be held. .. . n SAD ORSSfNAL... n SAD ORSSfNAL L e e r s e i t eL e r s e i t e
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