DE1810176A1

DE1810176A1 - Einrichtung zum Antrieb eines Spuelluftgeblaeses eines Zweitaktmotors durch den Motor

Info

Publication number: DE1810176A1
Application number: DE19681810176
Authority: DE
Inventors: Albert Grosseau
Original assignee: Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Citroen SA
Priority date: 1967-11-22
Filing date: 1968-11-21
Publication date: 1969-06-12
Also published as: ES360565A1; US3605522A; BR6804145D0; SE342865B; BE724117A; NL6816634A; GB1242876A; FR1572984A; JPS4713567B1; LU57352A1

Description

96-14'.0138p 21.11.1968

Patentanwalt« Dlpl.-lng.n.Beötzu. Dipl.-Ing. Lamprecht

München 22, Sielntdorf·». W

Society Anonyme AUTOMOBILES CITROEN, Paris (Frankreich)

Einrichtung zum Antrieb eines Spülluftgebiases eines Zweitaktmotors durch den Motor

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Antrieb eines Spülluftgebläses eines Zweitaktmotors durch den Motor·

Bei Viertaktmotoren ist es bekannt, zur Regelung der Aufladung das Ladegebläse mittels eines Differentialgetriebes (Planetengetriebes) anzutreiben, von dessen Getriebeteilen einer, üblicherweise der Planetenträger, mit der Abtriebswel- » Ie des Motors gekuppelt ist. Die Wellenleistung des Motors kann an den Leistungsverbraucher, z.B. ein Fahrzeug, durch ein Getrie- i be von veränderlichem unterSetzungsverhältnis übertragen werden, z.B. durch einen Drehmomentwandler, dessen Pumpe an den Planeten- ' träger des Differentialgetriebes und dessen Turbine an das Außenrad des Getriebes gekuppelt ist.

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Die Anmelderin hat den Gedanken gehabt, bei Zweitaktmotoren mit Spülluftge blase daa Prinzip des Gebläse-Antriebs duroh ein Differentialgetriebe anzuwenden. Aber sehr schnell hat sich dabei herausgestellt, daß diese Anwendung Schwierigkeiten ergab wegen der Unterschiede zwischen der Aufladung eines Viertaktmotors und der Spülung eines Zweitaktmotors. Es sei daher, ehe die Erfindung beschrieben wird, gestattet, kurz die Charakteristiken dieser beiden Motorenarten und die zu lösende Probleme ins Gedächtnis zurückzurufen.

Bei einem Viertaktmotor fördert in der Tat das Gebläse in einen geschlossenen Raum mit einem Druck, der umso höher ist, je höhere ladeziffern man erreichen will; bei einem Zweitaktmotor fördert das Gebläse luft oder ein Luftgasgemisch durch den Motor von der Einlaßöffnung zur Auslaßöffnung in einer Menge, die umso größer ist, je höheren SpüTgrad man erreichen will. Die Wirkung des Gebläses ist also verschieden, und zwar insbesondere bei kleinen Teillasten des Motors j im ersten Falle (Viertaktmotor) liefert das Gebläse kleine Menge bei hohem Druck, im zweiten Falle (Zweitaktmotor) liefert es große Menge bei niedrigem Druck mit. der Gefahr des Durchgehens (die es beim Viertaktmotor nicht gibt), was bei Zweitaktmotoren in präxi dazu führt, nicht einen Verdichter imeigentlichenSinne des Wortes, sondern ein Gebläse zu benutzen. ~ '

Wenn man also bei Zweitaktmotoren Antrieb des Gebläses duroh ein Differentialgetriebe mittels des oben erwähnten und zur Aufladung von Viertaktmotoren schon vorgeschlagenen Aufbaues anzuwenden sucht, dann erlebt man verschiedene Nachteile.

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Erstens bringt eine Verstärkung der Spülung eine im Verhältnis zu der klassischen lösung der Vorverdichtung im Kurbelkasten größere Drehmomentsteigerung bei niedriger Last als bei hoher Last mit sich. Wenn also der Antrieb des Spülluftgebläses durch das Differentialgetriebe für eine z.B. mittlere Last gut eingestellt ist, so erhält man bei niedrigen Lasten eine übergroße Spülung und bei sehr hohen Lasten einen Abfall der Leistung.

Wenn andererseits der Zweitaktmotor an einen Leistungs-Verbraucher von größerer Massenträgheit als derjenigen des Motors angeschlossen ist (z.B. an ein Fahrzeug), so ist die Betriebsart, bei der der Motor als Bremse dient, praktisch ausgeschlossen. Denn wenn der Leistungsverbraucher zeitweise den Motor antreibt, sind die im Differentialgetriebe auftretenden und folglich auch die am Ladegebläse auftretenden Drehmomente umgekehrt, und der Zweitaktmotor kann zum Stillstand kommen. Denn er übt gegenüber dem Ladegebläse nicht, wie das ein Viertaktmotor tun würde, die Rolle einer Pumpe; das Gebläse könnte <| also stehenbleiben und rückwärtslaufen.

Unter diesen Verhältnissen soll die Erfindung für eine gegebene Last des Motors bei allen Motordrehzahlen das an das Ladegebläse abgegebene Drehmoment wesentlich konstanthalten.

Zu diesem Zweck bewirkt die Erfindung eine nur geringe Leistungsübertragung, z.B. von 10$, und daher nur eine geringe Drehmomentübertragung zwischen der Welle des Gebläses (oder, was

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auf dasselbe hinausläuft, demjenigen Getriebeteil des Differentialgetriebes, an den das Gebläse angekuppelt ist) und der ^r Welle des Motors oder des Leistungsverbrauchers oder gegebenen- ■ fiLls beider. Wenn der Leistungsverbraucher ein Fahrzeug ist, dessen Räder durch ein Getriebe veränderlichen Untersetzungs- . Verhältnisses angetrieben werden, muß unter "Abtriebswelle¹¹ die Eingangswelle des Getriebes verstanden werden.

Die Erfindung betrifft also einen Maschinensatz zum Antrieb eines leistungsverbrauchers, bestehend aus einem Zweitakt-Verbrennungsmotor mit Spülluftgeblase und vorzugsweise mit einem den Motor und den Leistungsverbraucher verbindenden Getriebe veränderlichen Drehzahlverhältnisses, z.B. einem hydraulischen Wandler. Dazu ist erstens ein Differentialgetriebe (Planeten- / getriebe) vorgesehen, von dessen Getriebeteilen einer, vorzugsweise das Innenrad, mit der Gebläsewelle und ein zweiter, vorzugsweise der Planetenträger, mit der Ausgangswelle des Motors sowie der dritte Teil, vorzugsweise das Außenrad, mit der Abtriebswelle gekuppelt istj und zweitens ist mindestens ein Drehwandler, und zwar vorzugsweise ein umkehrbarer Wandler, z.B. hydraulischer Wandler, vorgesehen, von dessen Eintritt- und Austritt st eilen einer mit der Gebläsewelle und der andere mit der Motorwelle oder der Abtriebswelle gekuppelt ist.

Die Erfindung besteht also in einer neuen Anwendung von Einrichtungen, die zum Antrieb der Aufladegebläse von Viertaktmotoren benutzt worden sind. Bei Verwendung auf einem Fahrzeug stellt sie·eine neue Kombination dar, die, wie gezeigt werden

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wird, die Erfordernisse der Zweitakt-Verbrennungsmotoren mit "Spülgebläse erfüllt.

Die Erfindung ist nebst verschiedenen weiteren Merkmalen und ihren Vorteilen aus der folgenden Beschreibung einiger in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele ersichtlich. Es zeigen*

Fig. 1 ein Schema einer erfindungsgemäßen Einrichtung, in der das Getriebe veränderlichen Drehzahlverhältnisses ein hydraulischer Drehmomentwandler istj %

Fig. 2 ein Schema des besonderen Wandlers, mit dem sich die Erfindung verwirklichen läßt;

Fig. 3 ein der Fig. 1 ähnliches Schema einer Ausführungsform, in der für die leistungsübertragung ein mechanisches System verwendet ist.

Wie Fig. 1 zeigt, treibt der Zweitakt-Verbrennungsmotor a den Planetenträger b eines Planetengetriebes, dessen Innenrad c das Spülluftgeblase d und dessen Außenrad e die Welle f des leistungsverbrauchers antreibt.

Die Welle d¹ des Spülluftgebiases treibt ihrerseits einen der Teile eines hydraulischen Drehmomentwandlers 0,. z.B. dessen Pumpe an j die 2Jurbine h des Wandlers ist mit der Abtriebswelle f gekuppelt.

Wenn um der baulichen Einfachheit oder um der Platzersparnis willen oder wegen der Drehzahlen der verschiedenen Einriohtungsteile es nötig ist, können die Verbindungen zwischen dem

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Differenzialgetriebe, dem Gebläse, dem Motor und der Abtriebswelle durch Zahngetriebe bewirkt werden oder ganz unmittelbar sein. .

Auch kann - dies sei ebenfalls betont - die Verbindung der Turbine h des Wandlers O mit der Abtriebswelle f durch eine Verbindung mit der Ausgangswelle des Motors a ersetzt werden.

Außerdem wird - auch dies sei hervorgehoben - im Falle, daß der Motor die Räder eines Fahrzeugs antreibt, ein in der Zeichnung durch punktierte Linien dargestelltes Getriebe T veränderlichen Drehzahlverhältnisses, z.B. ein hydrodynamischer Wandler oder ein Bäder-Schaltgetriebe, von der Abtriebswelle f angetrieben, wobei diese dann die Eingangswelle dieses Getriebes bildet.

Wie Fig. 2 deutlicher zeigt, ist der Wandler 0 (dieser bildet daa oben so genannte Getriebe veränderlichen Drehzahlverhältnisses) von der Art, bei der zwei Turbinen g^ und g₂ drehfest miteinander verbunden und, wie gesagt, auf der einen oder anderen der Wellen d¹ und f aufgekeilt sind. Auf der anderen dieser beiden Wellen ist eine Pumpe h aufgekeilt, und:ein Reaktions-Bauteil r ist zwischen den beiden Turbinen und entweder drehfest am Gehäuse angebracht oder aber mittels eines freien Rades auf der Welle der Pumpe aufgekeilt.

Diese Anordnungen sind besonders vorteilhaft,, wenn ein Motor, von Über einen großen Lastbereich konstanter Leistung er-

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wünscht ist; bei einem Zweitaktmotor ist bei den üblicherweise zugelassenen niedrigen Spülgraden die leistung des Motors fast proportional zur Drehzahl des Gebläses. Dieses muß also mit wesentlich gleichbleibender Drehzahl umlaufen.

Der in Pig. 2 dargestellte Wandler C eignet sich noch besser, da seine Kennlinie "Übertragene leistung als Punktion des Schlupfes" wesentlich linear ist.

Im allgemeinen wird man das Gebläse d für eine bestimmte last des Motors a, sei es Höohstlast oder Kleinstlast oder mitt- ™ lere Last, auslegen. Bei dieser bestimmten last wird der Wandler kein Drehmoment an die Welle d¹ des Gebläses abgeben oder von ihr abnehmen, sondern diesseits und jenseits dieser Last wird die Drehmoments-(oder Leistungs) Übertragung automatisch im passenden Sinn erfolgen, wie oben dargelegt.

Der Wandler wird also, wenn das Gebläse d für mittlere Last des Motors a bemessen ist, umkehrbar wirken. Ist aber das Gebläse für Höchstlast oder für Kleinstlast des Motors bemessen, dann kann der Wandler als in nur einer einzigen Richtung, in der geeigneten ™ Richtung, wirkend entworfen werden.

Hierbei sei bemerkt, daß der Wandler C die Gebläsewelle d¹ auch mit der Motorwelle anstatt mit der Abtriebswelle verbinden kann.

Ferner könnten die Gebläsewelle und die Motorwelle miteinander durch einen zweiten Wandler (gegebenenfalls von gleicher

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Art wie der Wandler O) verbunden werden. In diesem Falle würde die Leistungsübertragung gleichzeitig zwischen der Gebläsewelle · und der Motorwelle und ..der Abtriebswelle erfolgen·

Auch sei erwähnt, daß, wenn man, von einem gegebenen Gleichgewichtszustand ausgehend, das !Drehmoment der Gebläsewelle etwas vergrößert, hierdurch die Drehzahl des Gebläses und somit die Spülung des Motors erhöht und infolgedessen das Motordrehmoment vermehrt wird, so daß sich ein neuer, vom früheren abweichender Gleichgewichtszustand einstellt.

Ferner wird beim Bremsen mittels des Motors der Wandler 0 stets ein gewisses Drehmoment an das Gebläse 'übertragen, so daß Stehenbleiben oder gar Umkehrung des Gebläses nicht zu befürch- .· ten ist.

Ebenfalls könnte man, wie oben schon dargelegt, zum Zwecke, Leistungs- und/oder^ Drehmoment-Übertragung sicherzustellen, auch einen anderen Drehzahlwandler, und zwar umkehrbaren oder nicht Q)- umkehrbaren Wandler, z.B. einen elektrischen Wandler bekannter Art, verwenden. In Fig. 3 ist eine weitere Abwandlung der in Fig.1 gezeigten Einrichtung dargestellt, bei der der hydrodynamische Drehzahlwandler 0 durch einen, ganz herkömmlichen Keilriementrieb veränderlichen UntersetZungsverhältnisses, dessen eine andere Doppelkegelscheibe auf der Abtriebswelle f aufgekeilt ist, er- ' setzt ist.

Diese letztgenannte Ausführungsart ergibt eine ganz ähnliche Wirkung"wie die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführung.

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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfaßt auch alle Varianten.

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Claims

- ίο - Patentansprüche

1. Maschinensatz zum Antrieb eines leistungsverbrauchers, z.B. der Räder eines Kraftfahrzeuges, mit einem Zweitakt-Verbrennungsmotor mit Spiilluftgeblase und vorzugsweise mit einem den Motor und den Verbraucher verbindenden Getriebe veränderlichen Drehzahlverhältnisses, z.B. einem hydraulischen Drehmomentwandler, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinensatz außerdem ein Differentialgetriebe (Planetengetriebe b-c-e) enthält, von dessen Getriebeteilen einer, vorzugsweise das Innenrad (o), mit der Welle des Spülluftgebläses (d) des Zweitaktmotors (a) und ein zweiter, vorzugsweise der Planetenträger (b), mit der Ausgangswelle des Motors sowie der dritte, vorzugsweise das Außenrad (e), mit der Eingangswelle des Getriebes (T) von veränderlichem DrehZahlverhältnis gekuppelt ist.

2. Maschinensatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

er wenigstens einen umkehrbaren Drehzahlwandler (c) enthält, von dessen Wellen eine, die Eingangs- oder die Ausgangswelle, mit der Welle (d¹) des Gebläses und die andere mit der Ausgangswelle des Motors (a) oder der Eingangswelle (f) des Getriebes (T) verbunden ist.

3. Maschinensatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlwandler (c) ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, und vorzugsweise mit zwei Turbinen Cg₁, g₂)» die zwischen sich einen Reaktor (r) einschließen, ausgestattet ist.

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4. Maschinensatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlwandler elektrisch ist.

5. Maschinensatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlwandler mechanisch, z.B. ein Riemengetriebe, ist (Fig. 5).

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