DE1807070C3

DE1807070C3 - Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem Drosselorgan in der Abgasleitung

Info

Publication number: DE1807070C3
Application number: DE19681807070
Authority: DE
Inventors: Gottfried 6370 Oberursel Schwarz
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1968-11-05
Filing date: 1968-11-05
Publication date: 1980-05-14
Also published as: DE1807070A1; DE1807070B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbstansaugende, mittels Gebläses aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschine zum Antrieb eines Fahrzeugs, mit einem Drosselorgan in der Abgasleitung zum Abbremsen des Fahrzeugs und mit einem von der Maschine über ein Getriebe angetriebenen, in seiner Leistungsaufnahme willkürlich beeinflußbaren Verdichter zur Erhöhung der Bremswirkung der Maschine.

Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus der DE-AS II 19 591 bekannt. Darin ist eine Brennkraftmaschine mit angetriebenem Kompressor zur weiteren Erhöhung der Bremskraft der Brennkraftmaschine beschrieben. Nachteilig ist es jedoch hierbei, daß die Forderleitung des Kompressors in die Auspuffleitung zwischen Brennkraftmaschine und Aüspuffbremsklappe mündet. Damit handelt es sich also nicht um eine Aufladung der Brennkraftmaschine zur Erhöhung der Bremskraft, sondern um eine Druckerhöhung in der Auspuffleitung. Daher kann für diesen Fall auch ein Kompressor zur Anwendung gelangen, da bei dieser Art nur eine Druckerhöhung in der Auspuffleitung erfolgt, die praktisch ohne nennenswerte Förderleistung erfolgen kann, weil der zu fördernde Volumenstrom von der Brennkraftmaschine aufgebracht wird. Die Erhöhung der Bremsleisiung der Antriebsmaschine erfolgt also nur durch die Pumpenleistung gegen einen höheren Auspuffdruck.

Aus der CH-PS 3 25 234 ist eine Motorbremsanlage an einem Verbrennungsmotor mit mechanischer Aufladung bekannt, bei welcher an der Ürurkleitung zwischen dem Lader und den Zylindern des Verbrennungsmotors ein durch eine Feder mit verstellbarer Vorspannung geschlossen gehaltenes Ventil angeordnet ist, welches bei Erreichen eines bestimmten, wählbaren Druckes in der Druckleitung selbsttätig öffnet. Dieses Ventil ist mit dem Ziel eingebaut, das Ladegebläse vor zu hohen Staudrücken zu schützen. Nachteilig bei dieser Ausführung ist es, daß beim Bremsbetrieb der Bremskraftmaschine eine geringere Ansaugluftmenge zugeführt wird, als sie üblicherweise beim Zugbetrieb vorgesehen ist, so daß keine Erhöhung der Bremswirkungauftritt.

E:ne ähnliche Brennkraftmaschine wie aus der CH-PS 3 25 234 ist aus der DE-AS 10 40 315 bekanntgeworden, bei welcher ebenfalls beim Bremsbetrieb eine mit dem Bremsdrosselorgan verbundene Abblaseöffnung zwischen dem mechanisch und dauernd angetriebenen Lader und der Brennkraftmaschine geöffnet wird, um der Brennkraftmaschine beim Bremsen weniger Luft zuzuführen, so daß auch hier keine Erhöhung der Bremsleistung der Brennkraftmaschine vorgenommen werden kann.

Aus der AT-PS 2 23 963 ist es bekannt, zwischen Lader und Brennkraftmaschine eine Drossel einzubauen und eine Abblaseöffnung vorzusehen. |edoch handelt es sich auch hier um eine Brennkraftmaschine mit mechanischer Aufladung, bei der der Lader dauernd der Brennkraftmaschine Luft zuführt, bei der jedoch ebenfalls beim Bremsbetrieb der Brennkraftmaschine weniger Luft zugeführt wird als bei Normalbetneb. Ebenfalls ist hier ein Überd'uckvL.ri! vorgesehen, so daß auch die gedrosselte Luftmenge des Laders die Brennkraftmaschine nicht vollständig erreicht.

Aus der weiterhin bekanntgewordenen DEPS 9 20 220 ist ein Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine bekannt, die auch bei Motorbetrieb durch einen mechanischen Lüier aufgeladen wird, /wischen Motor und Abtriebswelle ist ein Planetengetriebe angeordnet, dessen dritte Stütze der Lader bildet. Der Lader gemäß dieser Patentschrift wird jedoi h nicht /um Bremsen der Brennkraftmaschine herangezogen. Fr wird /war gedrosselt und dadurch abgebremst, dies erfolgt jedoch nur. um die freie Stütze des Planetengetnebes f"stzuhalten und dadurch die normale Bremswirkung des Motors auszunutzen, da sonst wegen mangelnder Abstützung des Planetengetriebes überhaupt keine Bremswirkung erfolgen könnte.

Aus der CUPS I 89 939 ist es bekannt, daß bei einer Motorbremsanlage, bei der die Brennkraftmaschine durch ein von der Motorwelle oder von einer mit derselben festgekuppelten Welle angetriebenes, von der Auspuffenergie unabhängiges Gebläse bei Bergfahrt aufgeladen wird, die durch Kompressionsarbeit herbeigeführte Bremswirkung durch das mitlaufende Gebläse vergrößert wird, Hierbei ist es jedoch von Nachteil, daß das Gebläse für die Bremsung und für die Aufladung der Brennkraftmaschine identisch ist, so daß ein und dasselbe Bauteil für zwei unterschiedliche Aufgaben eingesetzt wird, wodurch eine Optimierung beider

Aufgabenbereiche unmöglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer gattungsgemäßen Fahrzeug-Brennkraftmaschine die Abgasbremseinrichtung mit möglichst geringem baulichem Aufwand so auszugestalten, daß die erzielte Bremsleistung erheblich über derjenigen der herkömmlichen Abgasbremsen liegt

Diese Aufgabe wird erfinriungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Aufladung ein Abgasturbolader vorgesehen ist, daß der Verdichter, als Kreiselverdichter ausgebildet, über das schaltbare Getriebe mit der Brennkraftmaschine verbindbar und/oder durch eine dem Verdichter vorgeschaltete Dralldrossel regelbar ist und derart mit der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine in Verbindung steht, daß ein Teil der Abluft des Verdichters in diese gefördert wird und der andere Teil durch eine in der Förderleitung des Verdichters stromauf einer die Verbindung dieser mit der Ansaugleitung beherrschenden regelbaren Drossel angeordneten Ausblaseöffnung entweicht, wobei die bei ungedrosselter Ansaugleitung durch die Ausblaseöffnung entweichende Abluft etwa zwei Driüei der Ablufi des Verdichters beträgi.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei einer Brennkraftmaschine, die entweder als selbsiansaugende oder als abgasturboaufgeladene Brennkraftmaschine ausgebildet ist, der als Kreiselverdichter vorgesehene Verdichter nur als Bremsgebläse benutzt wird, wobei der Kreiselverdichter eine hohe Antriebsieitung benötigt, die durch Zuschalten dieses Verdichters als Bremskraft an der Motorwelle wirkt. Daneben kommt ebenfalls die erhöhte Pumpenleistung der Brennkraftmaschine in vollem Umfang zum Tragen. Weiterhin wird der Brennkraftmaschine die Abluft des Kreiselverdichters in die Ansaugleitung bei betätigtem Bremsdrosselorgan zur Bremsung des Fahrzeugs zugeführt. Damit wird der Vorteil erzielt, daß durch die voin Kreiselverdichter aufgenommene Leistung und auf Grund der durch die Erhöhung des Druckes in der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine erzwungenen höheren Verdichterleistung die gesamte Bremsleitung der Brennkraftmaschine auf Werte von etwa 150 bis 160% der Motornennleistung ansteigt. Die zur Variation der Bremsleistung vorgesehene Dosierung der der Brennkraftmaschine von dem Kreiselverdichter gelieferten Druckluft erfolgt durch eine regelbare Drossel in der Förderleitung oder eine dem Kreiselverdichter vorgeschaltete regelbare Dralldrossel.

Als schallbares Getriebe gemäß der Erfindung eignet sich ein Planetengetriebe, dessen Stern von der Brennkraftmaschine angetrieben wird, während das Verdichterlaufrad mit dem Sonnenrad festgekuppelt ist und das an sich freilaufende Glockenrad mittels einer Bremse festsrellbar ist. Die Einschaltung des Kreiselverdichters erfolgt durch Feststellen des Glockenradcs.

Die durch die Abblaseöffnung entweichende Druck-IuFl kann bei Fahrzeugen mit Anhängern in vorteilhafter Weise zur regelbaren Beaufschlagung einer Bremsturbine für den Anhänger ausgenutzt werden, wobei diese Bremseinrichtung für den Anhänger so beschaffen sein kann, daß die Bremsturbine des Anhängers mit dem < Sonnenrad festgekuppelt ist. dessen Stern von der Anhängerachse angetrieben wird und dessen Glockenrad mittels einer vom Triebfahrzeug aus zu bedienenden Bremse feststellbar ist. Die Betätigung dieser Bremseinrichtung erfolgt zweckmäßig selbsttätig bei Einschalten t des von der Brennkraftmaschine des Triebwagens angetriebenen Kreiselverdichters, etwa in der Weise, daß der Druck der von diesem Verdichter zum Anhänger gelieferten Luft zum Abbremsen des Glockenrades des Planetengetriebes der Bremseinrichtung des Anhängers ausgenutzt wird. Die Regelung der . Luftzufuhr für die Bremsturbine des Anhängers kann vom Triebfahrzeug aus erfolgen.

Die Erfindung ist auch bei abgasturboaufgeladenen Brennkraftmaschinen mit gutem Erfolg anwendbar. Die von dem erfindungsgemäß vorgesehenen Kreiselver-• dichter gelieferte Druckluft wird dann dem Eingang des von der Abgasturbine angetriebenen Verdichters zugeführt.

Zweckmäßig ist es in jedem Falle, alle zur Erzeugung und Dosierung der Bremsleistung vorhandenen Organe ■ am Triebfahrzeug und eventuell am Anhänger im Interesse einer Vereinfachung der Bedienung miteinander zu koppeln.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.

In der Abbildung ist die als vierzylindrige selbstansaugende Kolbenbrennkraftmaschine ^sgebildete Antriebsmaschine eines im übrigen niciif uargesieilien Lastkraftwagens mit 1 bezeichnet. Die Abgasstutzen 2, 3, 4 und 5 der Brennkraftmaschine sind wie üblich an eine Abgassammelleitung 6 angeschlossen, in der eine Abgasbremse in Gestalt eines einstellbaren Absperrorgan 7 angeordnet ist. Die Einlaßstutzen 8, 9, 10 und 11 für die Verbrennungsluft sind ebenfalls an eine Sammelleitung 12 angeschlossen, die fest mit der durch eine regelbare Drossel 13 beherrschten Förderleitung 14 eines von der Brennkraftmaschine 1 angetriebenen KreiEelverdichters 15 verbunden ist. Der Antrieb dieses Verdichters 15 erfolgt über ein abschaltbares Planetengetriebe dergestalt, daß die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 mit dem Stern 16 und die Verdichterantriebswelle 17 mit dem Sonnenrad 18 verbunden ist. Das Glockenrad 19 des Planetengetriebes ist mittels einer Bremse 20 feststellbar. Die Förderleitung 14 des Kreiselverdichters 15 weist außerdem eine Abblascöffnung21 auf.

Die Wirkungsweise der Anlage ist folgende:
W.rd bei gelöster Bremse 20 und in Offenstellung der Drossel IJ der Abgasstrom in der Sammelleitung 6 durch Betätigung des Absperrorgans 7 gedrosselt, so nimmt die Brennkraftmaschine eine sich als Bremsleistung auf das Fahrzeug auswirkende Verdichterantriebsleistung auf. die bei entsprechend starker Drosselung in der Abgasleitung maximal einen Wert von etwa 50 bis 60% der Brennkraftmaschinennennleistung annehmen kann. Soll nun noch stärker gebremst werden, so wird durch Betätigung der Bremse 20 am Planetengetriebe dessen Glockenrad 19 festgestellt, so daß das Laufrad des Kreiselverdichters 15 angetrieben wird und Druckluft in die Ansaugleitung 12 der Brennkraftmaschine 1 hinein fördert. Die Folge hiervon ist ein starker Arslieg der Verdichterleistung der Brennkraftmaschine. Gesteuert werden kann dieser Anstieg der Verdichterleistung durch Betätigung der Regeldrossel 13 in der Förderleitung 14 des Kreiselverdichter 15. d. h. je mehr Druckluft der Brennkraftmaschine zugefördert wird, umso größer ist die erzielte Bremsleistung. Ein Teil der vom Kreiselverdichter 15 geförderten Druckluft bläst durch eine Öffnung 21 ab und kann, wie hier nicht dargestellt ist, geregelt zur Beaufschlagung einer die Laufachse eines eventuell vorhandenen Anhängers abbremsenden Turbine ausgenutzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Selbstansaugende oder mittels Gebläses aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschine zum Antrieb eines Fahrzeuges, mit einem Drosselorgan in der Abgasleitung zum Abbremsen des Fahrzeugs und mit einem von der Maschine über ein Getriebe angetriebenen, in seiner Leistungsaufnahme willkürlich beeinflußbaren Verdichter zur Erhöhung der Bremswirkung der Maschine, dadurch gekennzeichnet, daß bei Aufladung ein Abgasturbolader vorgesehen ist, daß der Verdichter, als Kreiselverdichter (15) ausgebildet, über das schaltbare Getriebe (16,18,19) mit der Brennkraftmaschine (1) verbindbar und/oder durch eine dem Verdichter vorgeschaltete Dralldrossel regelbar ist und derart mit der Ansaugleitung (12) der Brennkraftmaschine (1) in Verbindung steht, daß ein Teil der Abluft des Verdichters (15) in diese gefördert wird und der andere Teil durch eine in der FörderleiiUiig (14) des Verdichters (15) stromauf einer die Verbindung dieser mit der Ansaugleitung beherrschenden regelbaren Drossel (13) angeordneten Ausblaseöffnung (21) entweicht, wobei die bei ungedrosselter Ansaugleitung (12) durch die Ausblaseöffnung (21) entweichende Abluft etwa zwei Drittel der Abluft des Verdieners (15) beträgt.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Ausblaseöffnung (21) entweichende Abluft des Kreiselverdichters (15) zur regelbaren Beaufschlagung einer Bremsturbine dient.

3. Brennkraftmaschine mit Bremsturbine nach Anspruch 2, daduren gekennzeichnet, daß die Bremsturbinc einem Fahrzeuganhänger zugeordnet ist.

4. Brennkraftmaschine mit Bremsturbine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsturbine vnit einer Anhängerachse kuppelbar ist, wobei gleichzeitig mit der Betätigung des Drosselorgans (7) in der Abgasleitung im Schließsinn die Bremsturbine mit der Anhängerachse gekuppelt wird.