DE2612713C2 - Lader für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lader für Brennkraftmaschinen mit einem ventilgesteuerten Ansaugkanal für eine Brennkammer, mit einem nach dem positiven Verdrängungsprinzip mit kontinuierlicher Strömung arbeitenden, proportional der Maschinendrehzahl angetriebenen Rotationslader, mit einem dem Lader vorgeordneten Leistungssteuerventil zur Steuerung der Strömung des Kraftstoff-Luftgemischs in den Rotationslader, mit einem dem Rotationslader nachgeordneten Sekundärventil und mit einer Vorrichtung zur Koordinierung der Arbeitsweise beider Ventile derart, daß sie gleichzeitig ihre Leerlaufstellungen und Öffnungsstellungen einnehmen.

Jedes Jahr werden die Vorschriften zur Begrenzung des Geräuschpegels und der Abgaszusammensetzung von Brennkraftmaschinen, insbesondere für Landfahrzeuge, wie /.. B. Krafträder und Automobile, strenger. Verschiedene Lösungen wurden zur Erfüllung der einschlägigen Vorschriften vorgeschlagen, jedoch sind sie allgemein mit einer Verringerung der Maschinenausgangsleistung verbunden.

Das Maschinengeräusch im Ansaugkanal kann weitgehend durch einen Lader beseitigt werden, der nach dem Verdrängungsprinzip mit kontinuierlicher Strömung arbeitet, und ein mit einem großvolumigen Gehäuse versehenes Luftfilter ist dann nicht als Schalldämpfer zur weiteren Geräuschverminderung im Ansaugkanal erforderlich. Ferner wird durch Einsatz eines Laders das zugeführte Kraftstoff-Luftgemisch durch Verbesserung der Verdampfung des Kraftstoffs infolge des Mischungseffekts und des Temperaturanstiegs homogenisiert. Durch die bessere Verdampfung wird ein besserer Wirkungsgrad gewährleistet, und schädliche Anteile der Abgase werden verringert.

Wenn jedoch ein Lader der beschriebenen Art in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine für ein Landfahrzeug verwendet wird, so ist die Maschinendrehzahl im Leerlauf instabil. Dieses Problem wurde bisher nicht gelöst, da geladene Brennkraftmaschinen in erster Linie für Luftfahrzeuge, Rennwagen und Krafträder eingesetzt wurden. In diesen Fällen war bisher die ungleichmäßige l.eeilaufdich/ahl nicht von wesentlicher Bedeutung. Dies wird jedoch zu einem wichtigen l'aklor beim I jiiSMl/ der gehidenen Urennknil!maschinen in der Miis si'iiprodiiklion von Automobilen und Krafträdern, die unter weitläufig sich ändernden Bedingungen betrieben werden.

Wenn eine geladene Brennkraftmaschine der bc-

schriebenen Art bei konstanter Drehzahl unter Last arbeitet, so ist die Menge des in den Lader eingeführten Kraftstoff-Luftgemischs während eines kurzen Zeilintervalls praktisch gleich der in die Brennkammer eingeführten Menge. Befindet sich die Maschine jedoch im Leerlauf und schwankt ihre Drehzahl periodisch, so ändert sich die Strömungsgeschwindigkeit des in den Lader eingeführten Gemischs weitgehend mit der Maschinendrehzahl, wodurch sich wiederum die Strömungsgeschwindigkeit des Gemischs in die Brennkammer ändert und eine Zeitverzögerung eintritt Diese Wirkung trägt weiter zu den Drehzahlschwankungen bei, wodurch eine dauernde Instabilität der Maschine im Leerlauf erzeugt wird. Es hat sich gezeigt, daß die Drehzahländerung im Leerlauf bei geladenen Maschinen mit folgenden vier Merkmalen auftritt:

a) Ein Leistungssteuerventil ist vor dem Lader angeordnet.

b) Der Lader arbeitet nach dem positiven Verdrängungsprinzip.

c) Der Lader wird direkt von der Maschine mit proportionaler Drehzahl angetrieben.

d) Ein Raum mit ziemlich großem Volumen existiert im Ansaugkanal zwischen dem Lader und dem oder den Eintrittsventilen der Maschine.

Eine eingehende Analyse zeigt, daß ein plötzlicher Anstieg der Maschinendrehzahl ohne Änderung der Steuerventilöffnung eine Verringerung der vom Lader pro Maschinenzyklus gelieferten Gemischmenge üur Folge hat Da ein ziemlich großes Volumen im Ansaugkanal hinter dem Lader existiert, muß die Maschine zumindest einige Zyklen durchführen, bis der Druck im Ansaugkanal, d. h. die pro Maschinenzyklus zugeführte Gemischmenge, den richtigen vorbestimmten Wert annimmt. Wenn andererseits ein plötzlicher Abfall der Maschinendrehzahl auftritt, so steigt die vom Lader gelieferte Gemischmenge schnell an, jedoch nimmt die in die Maschine gelieferte Gemischmenge nur allmählich zu.

Bei Änderung der Maschinendrehzahl auch mit fester Öffnungsstellung der Drosselklappe folgt also auch die Druckschwankung im Ansaugkanal hinter dem Lader später der Druckschwankung vor dem Lader, mit dem Ergebnis, daß die der Brennkammer zugeführte Gemischmenge zyklisch mit einer Zeitverzögerung analog der Mengenänderung des von dem Lader gelieferten Gemischs geändert wird. Diese Zeitverzögerung erhöht die Instabilität der Leerlaufdrehzahl.

Aus der US-PS 19 84 013 ist ein Lader für eine Brennkraftmaschine mit einem ventilgesteuerten Ansaugkanal für eine Brennkammer, mit einem nach dem positiven Verdrängungsprinzip mit kontinuierlicher Strömung arbeitenden, proportional der Maschinendrehzahl angetriebenen Rotationslader, mit einem dem Lader vorgeordneten Leistungssteuerventil zur Steuerung der Strömung des Kraftstoff-Luftgemischs in den Rotationslader, mit einem dem Rotationslader nachgeordneten Sekundärventil und mit einer Vorrichtung zur Koordinierung der Arbeitsweise beider Ventile derart, daß sie gleichzeitig ihre Leerlaufstellungen und Öffnungsstellungen einnehmen, bekannt.

Aus der Druckschrift GB 2 22 757 ist eine Anordnung bekannt, in der ein Vergaser einer Brennkraftmaschine stromabwärts von einem Lader angeordnet ist, so daß der Lader dazu dient, die dem Vergaser zuzuführende Ansaugluft zu komprimieren, hierbei ist stromauf und stromab des Verdrängerladers je ein Drosselventil vorgesehen, die pneumatisch miteinander gekoppelt sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Anwendung eines Laders der eingangs genannten Art bzw. eines Laders nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 den Lauf der Brennkraftmaschine im Leerlauf und bei einem Leistungsschub zu stabilisieren.

Zur Lösung der genannten Aufgabe wird ein Lader ίο der eingangs genannten Art und gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß eine pneumatische Steuerung das Sekundärventil mit vorgegebener Zeilkonstanie von der Leerlauf- in die Vollaststellung überführt, während eine mechanische Steuerung bei relativ zu der Zeitkonstanten schneller Betätigung der Steuerung des Leistungssteuerventils das Sekundärvenlil über einen relativ zur pneumatischen Steuerung größeren Winkel bewegt, der demjenigen des Leistungssteuerventils entspricht.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor. daß die Koordinierungsvorrichtung eine Steuervorrichtung zur Betätigung des Sekundärventils und eine Vorrichtung zur wahlweisen Verbindung der Steuervorrichtung mit einem Ansaugkanal vor dem Rotationslader umfaßt.

Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, daß die Brennkraftmaschine optimal sowohl im Leerlauffall als auch in einem Betriebsfall, der von dem Leerlauffall abweicht, betrieben werden kann.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Verbindung der Steuervorrichtung mit dem Ansaugkanal vor dem Rotationslader ein Dreiwegeventil ist, das ferner die Steuervorrichtung wahlweise mit der Atmosphäre verbindet.

Diese Weiterbildung bietet den Vorteil einer einfachen und damit robusten sowie kostengünstigen Rcaiisierungsmöglichkeit der Vorrichtung.
Desweitcren ist die Erfindung dadurch weitergebildet, daß zwischen dem Rotationslader und dem Sekundärventil ein Behälter angeordnet ist.

Der Behälter dient vorteilhafterweise als ein puffernder, Lastschwankungen überbrückender Speicher für das von dem Rotationslader gelieferte Kraftstoff-Luftgemisch.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß zur Zuführung atmosphärischer Luft bei Druckabfall unter einen vorbestimmten Wert in den Behälter ein so Ventil vorgesehen ist.

Diese Weiterbildung bietet den Vorteil, daß ein für den runden Lauf der Brennkraftmaschine abträglicher Druckabfall schnell ausgeglichen werden kann.

Der erfindungsgemäße Lader ist außerdem derart weilergebildet, daß in dem Behälter eine Gelenkvorrichtung zur Verbindung der Koordinierungsvorrichtung mit dem Sekundärventil vorgesehen ist.

Diese Gelenkvorrichtung gestattet vorteilhafterweise eine in bestimmten Grenzen gegebene Freizügigkeit in bo der konstruktiven Anordnung der Elemente.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß für einen Lader für eine Zweizylinder-BrennkraftmasLl'.ine und einem mit jeder Brennkammer verbundenen ventilgesteuerten Ansaugkanal zwischen dem Rotationslader und jeweils einem Ansaugkanal ein Sekundiirventil angeordnet ist und daß die Koordinierungsvorrichtung die Funktion beider Sekundärventile mit der Funktion des Leisuinessteuerventik konrrliniprt

Diese Weiterbildung ist insofern vorteilhaft, als nur eine einzige, gemeinsame Koordinierungsivorrichtung aufzuwenden ist. was sich platzsparend und kostensparend auswirkt.

Außerdem ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Koordinierungsvorrichtung zur Betätigung eines jeden Sekundärventils mit diesem über eine Gelenkvorrichtung verbunden ist, die zwei durch einen gemeinsamen Hebel betätigte Gelenke umfaßt, und daß eine Vorrichtung zur Einstellung der Länge eines der Gelenke vorgesehen ist.

Dies bietet den Vorteil, daß eine in bestimmten Grenzen gegebene Freizügigkeit der konstruktiven Anordnung der Elemente ermöglicht ist und daß auf einfache Weise eine die Fertigungs- und Einbautoleran/.en ausgleichende Justierung vorgenommen werden kann.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß dem Leistungssteuerventil ein Vergaser vorgeordnet ist.

Diese Anordnung des Leistungssteuerventils zwischen Vergaser und Lader stellt im Zusammenhang mit der Erfindung eine bevorzugte Konfiguration dar.

Die Anordnung eines Luftfilters vor dem Vergaser bietet die an sich bekannten Vorteile.

Eine Brennkraftmaschine mit einem Lader nach der Erfindung kann die folgenden Betriebseigenschaften haben:

a) Wenn das Leistungssteuerventil in seiner Leerlaufstellung ist, nimmt auch das Sekundärvenril seine Leerlaufstellung ein.

b) Das Sekundärventil bleibt im wesentlichen in seiner voll geöffneten Stellung mit Ausnahme des Falles der Leerlaufstellung des Leistungssteuerventils.

c) Das Sekundärventil öffnet sich allmählich ausgehend von der Leerlaufstellung bis zur vollen Öffnungsstellung.

d) Wird das Leistungssteuerventil schnell geöffnet, so wird auch das Sekundärventil schnell auf eine entsprechende öffnung gebracht.

Aus diesen Betriebseigenschaften ergeben sich wichtige Vorteile. Da das Sekundärventil beim Leerlauf der Maschine seine Leerlaufstellung einnimmt, wird die Druckschwankung im Ansaugkanal nahe dem Eintrittsventil begrenzt. Dadurch wird die Leerlaufdrehzahl infolge Beibehaltung Her Gemischqualilät auf einem im wesentlichen konstanten Wert stabilisiert.

Da ferner das Sekundärventil mit Ausnahme des Maschinenleerlaufs voll geöffnet ist, behindert es die Gern ischströmung praktisch nicht, wodurch ein wirksamer Maschinenbetrieb beibehalten wird. Da zusätzlich das Sekundärventil allmählich von der Leerlaufslellung zur vollen Öffnungsstellung geöffnet wird, wird ein Leistungsschub des plötzlichen Anstiegs der Zugkraft infolge schneller öffnung verhindert. Da das Sekundärventil ferner infolge der Einstellung des Leistungssteuerventils schnell auf die vorbestimmte Position gebracht wird, behindert es nicht die Gemischströmung, so daß entsprechend die Beschleunigungsleistung der Maschine beibehalten wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematisehc Seitenansicht einer Brennkraftmaschine mit einem Lader nach der Erfindung in einem Teilschnitt.

F i g. 2 die Vorrichtung zur Koordinierung der Funktion beider Ventile.

F i g. 3 den Schnitt Ill-Ill nach Fig. 2,
F i g. 4 eine Draufsicht auf die in F i g. 1 gezeigte Maschine in einem Teilschnitt,

F i g. 5 einen Seitenschnitt einer Zweizylindermaschine mit einem Lader nach der Erfindung,
F i g. 6 den Schnitt Vl-Vl aus F i g. 5,
F i g. 7 den Antrieb zwischen dem Lader und der Kurbelwelle bei der in F i g. 5 und 6 gezeigten Maschine, und F i g. 8 eine graphische Darstellung der Position der to beiden Ventile über der Zeit.

In Fig. 1 bis 4 ist eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Zylinderblock 2, einem Zylinderkopf 3 und einem Kolben 4 dargestellt. Ein Eintrittsventil 5 und ein Ausirittsvcntil 6 werden in nicht dargestellter Weise mechanisch betätigt. Eine Brennkammer 7 ist zwischen dem Kolben 4 und dem Zylinderkopf 3 gebildet, ferner sind ein Ansaugkanal 8 und ein Auspuffkanal 9 vorgesehen. Der Ansaugkanal 8 erhält ein Kraftstoff-Luftgemisch aus einem Behälter ti, der dieses Gemisch wiederum von einem Lader 12 in Form eines Schraubengebläses erhält. Ein Leistungssteuerventil oder Drosselventil 13 ist dem Lader 12 vorgeordnet und steuert die Gemischströmung durch einen Vergaser 14. Atmosphärische Luft wird dem Vergaser 14 über ein Luftfilter 15 zugeführt.

Der Lader 12 wird über einen Riemen 16 von der Kurbelwelle 10 der Maschine her angetrieben. Ein Sekundärventil 17 ist mit einer Steuervorrichtung 18 über einen Hebel 19 und einen Stab 20 gekoppelt, an dem der Hebel 19 schwenkbar befestigt ist. Eine Kammer K der Steuervorrichtung 18 hat eine öffnung 21, die mit einer öffnung 66 (F i g. 2) eines Dreiwegeventils 24 verbunden ist. Eine Öffnung 67 (F i g. 2) des Dreiwegeventils 24 steht mit einer öffnung 22 im Ansaugkanal der Maschine hinter dem Drosselventil 13 in Verbindung, und eine öffnung 68 (F i g. 2) des Dreiwegeventils 24 ist mit einer atmosphärischen öffnung 23 im Luftfilter 15 verbunden. Wie noch beschrieben wird, stellt das Dreiwegeventil 24 eine Verbindung zwischen der öffnung 21 der Steuervorrichtung 18 und der Öffnung 22 im Ansaugkanal her, wenn sich die Maschine im Leerlauf befindet. Ferner stellt es eine Verbindung zwischen der öffnung 21 der Steuervorrichtung 18 und der atmosphärischen öffnung 23 her, wenn der Maschinenbetrieb vom Leerlaufbetrieb abweicht.

Zur Schmierung des Laders 12 ist eine Eintrittsöffnung 27 mit einer Ölleitung 26 verbunden, durch die Öl aus dem Maschinensumpf 25 mittels einer ölpumpe 25' zugeführt wird. Das öl wird dem Maschinensumpf 25 aus dem Lader 12 über einen Behälter 28 und eine Rückführungsleitung 28' wieder zugeführt.

Wie aus F i g. 2 und 4 hervorgeht, ist das Sekundärvenlil 17 im Ansaugkanal 8 auf einer Achse 29 befestigt, die im Ansaugkanal 8 gedreht werden kann. Der Hebel 19 ist an einem Ende der Achse 29 mittels einer Mutter 31 und einer Beilagscheibe 30 befestigt Die Steuervorrichtung 18 enthält eine Membran 34, deren Umfang zwischen einem oberen Gehäuse 32 und einem unteren Gehäuse 33 verklemmt ist Ein Ende des Stabes 20 ist an dem mittleren Teil der Membran 34 mit Platten 35 und 36 befestigt Eine Schraubenfeder 37 ist in einer Aussparung 38 des unteren Gehäuses 33 befestigt und ihre Kraft bewegt die Membran 34 in einer solchen Richtung, daß der Stab 20 bezüglich der Darstellung nach b5 F i g. 2 nach oben gedruckt wird. Eine Halterung 39 am oberen Gehäuse 32 trägt die Steuervorrichtung 18. Die Steuervorrichtung 18 ist in zwei Kammern X und Y durch die Membran 34 unterteilt Der Hebel 19 ist mit

dem Stab 20 über einen Stift 40 schwenkbar verbunden.

Ein Hebel 41 ist auf der Achse 29 an einer Stelle zwischen dem Hebel 19 und einem Flansch 29.7 der Achse 29 drehbar befestigt. Der Hebel 41 hat einen seitlichen Vorsprung 43, der durch einen Einstellbolzen 44 berührt wird, welcher am Hebel 19 vorgesehen ist. Der Hebel 41 hat ferner einen Anschlag, der auf einen stationären Stift 46 einwirkt. Eine Torsionsfeder 45 wirkt auf den stationären Stift 46 mit einem Ende ein, mit ihrem anderen Ende liegt sie an einem Teil des Hebels 41. Der Hebel 41 hat einen Anschlag 41a, der auf den stationären Stift 46 einwirkt und eine Leerlaufstellung des Sekundärventils 17 definiert.

Das Dreiwegeventil 24 hat ein zylindrisches Gehäuse 47 mit vier konzentrischen Bohrungen 48, 49, 50 und 51 unterschiedlicher Durchmesser. Ein Schiebeventil 52 ist in der Bohrung 48 größten Durchmessers angeordnet und umfaßt einen Ventilkörper 53, der mit in Längsrichtung verlaufenden Rippen versehen ist, zwischen denen Strömungswege 54 gebildet sind (F i g. 3). Ein konischer Gummisitz 55 ist an dem Ventilkörper 53 befestigt, und ein Schiebestift 56 ist in einer zylindrischen Bohrung 57 des Ventilkörpers 53 angeordnet. Die untere Spitze des Ventilkörpers 53 steht immer in Kontakt mit einem mit Gewinde versehenen Einstellbolzen 59. Eine Schraubenfeder 58 innerhalb der Bohrung 57 drückt den Ventilkörper 53 von dem Bolzen 59 weg. Ein Schiebeventilstab 60 ragt durch einen Gewindebolzen 61 hindurch und steht mit dem Gummisitz 55 in Berührung. Der Schiebestab 60 hat zwei Vorsprünge 63 und 64, zwischen denen ein Gummidichtungsring 62 gehalten ist. Eine konische Feder 65 umgibt den Stift 60, ihr eines Ende ist mit dem Vorsprung 64, ihr anderes Ende mit dem unteren Ende der Bohrung 50 verbunden. Die Feder 65 drückt den Stab 60 von dem Ventilkörper 53 weg. Die öffnung 66, die mit der öffnung 21 der Steuervorrichtung 18 in Verbindung steht, ist ferner mit der Bohrung 51 des Ventilgehäuses 47 verbunden. Die öffnung 67, die mit der öffnung 22 des Ansaugkanals in Verbindung steht, ist ferner mit der Bohrung 48 verbunden. Die öffnung 68, die durch eine öffnung 69 mit der Atmosphäre im Luftfilter 15 verbunden ist, steht ferner mit der Bohrung 49 in Verbindung.

Das Leistungssteuerventil 13 ist im Ansaugkanal zwischen dem Vergaser 14 und dem Lader 12 angeordnet und auf einer Achse 70 befestigt, die im Ansaugkanal drehbar gelagert ist. Ein Steuerhebel 71 ist mit dem vorstehenden Ende der Achse 70 mittels einer M utter 73 und einer Beilagscheibe 72 verbunden. In der in Fi g. 2 gezeigten Leerlaufstellung berührt ein Einstellbolzen 74 des Steuerhebels 71 das vorstehende Ende des Ventilstabes 60. Eine Spannfeder ist zwischen dem Steuerhebel 71 und dem Ventilgehäuse 47 vorgesehen und bewegt den Steuerhebel 71 in einer solchen Richtung, daß das Steuerventil 13 geschlossen wird. Dieses Ventil wird über einen Seilzug 81 betätigt, der ein Beschleunigungspedal 80 mit dem Steuerhebel 71 verbindet Der Hebel 41 des Sekundärventils 17 ist mit einem Seilzug 82 verbunden, der gleichfalls mit dem Beschleunigungspedal 80 verbunden ist

Für den Behälter 11 ist ein Rückschlagventil 83 vorgesehen, um Luft in den Ansaugkanal 8 einzuführen, wenn der Druck unter einen vorbestimmten Wert abfällt Dieses Ventil 83 hat ein unteres Gehäuse 84, das mit Gewinde am Behälter 11 befestigt ist und einen Dichtungsring 88 aufweist Ein oberes Gehäuse 85 ist am unteren Gehäuse 84 befestigt und bildet eine Kammer, in der ein Ventilkörper 86 angeordnet ist Eine Schraubenfeder 87 drückt den Ventilkörper 86 gegen eine öffnung 89 im oberen Gehäuse 85, so daß dieses verschlossen wird. Die öffnung 89 ist mil der Atmosphäre im Luftfilter 15 über eine Leitung .«verbunden. Wenn die Brennkraftmaschi- ^r> nc verzögert wird, fällt der Druck im Ansaugkanal 8 schnell ab, so daß flüssiger Kraftstoff, der sich an den Wandungen des Ansaugkanals befindet, in die Brennkammer eingeführt wird und ein sehr stark angereichertes Kraftstoff-Liifigemisch bildet. Dadurch können ίο Fehlzündungen entstehen. Das Ventil 83 verhindert diese Fehlzündungen, da ein schneller Druckabfall im Behälter 11 eine Bewegung des Ventilkörpers 86 gegen die Wirkung der Feder 87 durch den Atmosphärendruck zur Zuführung atmosphärischer Luft durch die nun offene öffnung 89 ermöglicht. Die atmosphärische Luft verdünnt das angereicherte Gemisch, weiches der Brennkammer zugeführt wird.

Die in F i g. 1 bis 4 schematisch dargestellte Maschine befindet sich im Leeriauf, wenn das Drosselventil 13 und das Sekundärventil 17 beide in der Leerlaufstellung sind, wie sie in F i g. 2 gezeigt ist. In dieser Position der Teile drückt der Einstellbolzen 74 des Steuerhebels 71 den Ventilstab 60 des Dreiwegeventils 24 nach unten, so daß dieses Ventil eine Verbindung nur zwischen der Öffnung 66 und der öffnung 67 herstellt. Dadurch wird die Kammer V der Steuervorrichtung 18 mit der öffnung 22 im Ansaugkanal 8 verbunden, die sich zwischen dem Vergaser 14 und dem Lader 12 befindet. Der Unterdruck im Ansaugkanal 8 wird deshalb der Kammer V der Steuervorrichtung 18 zugeführt und da die Kammer X zur Atmosphäre hin geöffnet ist, wird die Membran 34 abwärts gezogen und zieht den Stab 20 zurück. Der Stab 20 hält über den Hebel 19 das Sekundärventil 17 in seiner Leerlaufstellung.

Wenn das Drosselventil 13 allmählich durch Niederdrücken des Beschleunigungspedals 80 geöffnet wird, um die Drehzahl der Maschine zu erhöhen, so wird der Steuerhebel 71 so bewegt, daß der Einstellbolzen 74 das Ende des Ventilstabes 60 nicht mehr berührt. Die Feder 65 bewegt deshalb den Ventilstab 60 aufwärts, so daß zwischen der Öffnung 66 und der Öffnung 68 des Dreiwegeventils 24 eine Verbindung hergestellt wird und die Verbindung zwischen der Öffnung 66 und der öffnung 67 unterbrochen wird. Entsprechend wird die Kammer Y mit der Atmosphäre im Luftfilter 15 verbunden. Der Druck in der Kammer Vsteigt infolge der Luftströmung durch die Öffnung 69 allmählich an. Die Membran 34 und damit der Stab 20 werden somit langsam aufwärts bewegt, und das Sekundärventil 17 wird langsam in seine volle Öffnungsstellung gebracht.

Wenn das Drosselventil 13 schnell geöffnet wird, wie dies bei Beschleunigung eines Motorfahrzeugs der Fall ist, so soll auch das Sekundärventil 17 schnell geöffnet werden und zu jedem Zeitpunkt einen öffnungswinkel haben, der demjenigen des Drosselventils entspricht, um eine Verringerung des Maschinenwirkungsgrades zu vermeiden. Wie bereits beschrieben, wird der Einstellbolzen 74 des Steuerhebels 71 bei nur leichtem Niederdrücken des Beschleunigungspedals 80 von dem Ventilstab 60 entfernt, so daß die Kammer V nicht mehr mit dem Unterdruck verbunden ist Wenn das Beschleunigungspedal 80 schnell niedergedrückt wird, so wird das Drosselventil 13 schnell geöffnet und der Seilzug 82 kann gleichzeitig den Steuerhebel 41 drehen, so daß das Sekundärventil 17 über einen Winkel bewegt wird, der demjenigen des Drosselventils 13 entspricht

In F i g. 5, 6 und 7 ist die Konfiguration der Teile für ein vorzugsweises Ausführungsbeispiel der Erfindung

dargestellt. Die Konstruktion und Funktion der Maschine sind prinzipiell ähnlich den vorstehend in Verbindung mit Fig. 1 bis4 beschriebenen Eigenschaften, jedoch ist die physikalische Anordnung der Teile etwas anders. Die Brennkraftmaschine 100 nach Fig. 5, 6 und 7 isl eine übliche Viertaktmaschine mit zwei Zylindern. Zwei Ansaugkanäle 101 sind mit einem Raum 103 innerhalb eines Behälters 102 verbunden. Ein Schraubenlader 105 ist direkt an dem Gehäuse des Behälters 102 befestigt, und ein Leistungssteuerventil 107 ist zwischen einem Vergaser 108 und dem Lader 105 vorgesehen. Ein Luftfilter 109 ist dem Vergaser 108 vorgeordnet. Ein größerer Ansaugkanal 106 verbindet das Leistungssteuerventil 107 mit dem Eintritt des Laders 105 und ist einstückig mit der unteren Hälfte des Gehäuses des Behälters Ϊ02 ausgebildet. Ein Sekundärventil UO ist nahe dem Eintritt eines jeden Ansaugkanals 101 vorgesehen und jeweils auf einer Achse 111 befestigt, die drehbar gelagert ist. Eine Steuerachse 112 ist drehbar in dem oberen Teil des Gehäuses für den Behälter 102 gelagert und parallel zu beiden Achsen 111 in der Mitte zwischen diesen angeordnet. Ein Ende der Steuerachse 112 ist in einer öffnung eines stationären Elements 113 geführt. Ein Hebel 116 ist an dieser Achse 112 befestigt und hat zueinander entgegengesetzt vorstehende Arme, die schwenkbar mit Hebeln 114 und 118 verbunden sind. Ein Gelenk 115 verbindet einen Arm des Hebels 116 mit dem Hebel 114, ein einstellbares Gelenk 117 verbindet den anderen Arm des Hebels 116 mit dem Hebel 118. Ein mit Gewinde versehenes Element 119 ermöglicht eine Einstellung der Länge des Gelenks 117.

Die volle Öffnungsstellung eines Sekundärventils 110 wird durch einen Anschlag 120 bestimmt, der im jeweiligen Ansaugkanal 101 befestigt ist, während die volle Öffnungsstellung des anderen Sekundärvcntils 110 jr> durch Einstellung der Länge des Gelenks 117 bestimmt wird.

Das Ende der Steuerachse 112, das aus dem Gehäuse des Behälters 102 heraussteht, hat einen daran gebildeten Arm 121, der schwenkbar mit einem Stab 122 einer Steuervorrichtung 123 verbunden isl. Ein Hebel 124 ist drehbar an dem vorstehenden Ende der Steuerachse 112 befestigt. Der Hebel 124 trägt einen Einstcllbolzen 127, der eine Kante am Arm 121 berührt. Eine Torsionsfeder 126 ist zwischen dem Hebel 124 und dem Arm 121 angeordnet. Ein Ventil 128. das ähnlich wie das Dreiwegeventil 24 nach F i g. 1 bis 4 konstruiert ist, ist nahe dem Leistungssteuerventil 107 angeordnet, und ein Rückschlagventil 129, das ähnlich wie das Rückschlagventil 83 nach Fig. 1 bis 4 konstruiert ist, ist im Gehäuse des Behälters 102 befestigt. Andere Teile dieses Ausführungsbeispiels sind hinsichtlich Konstruktion und Funktion ähnlich den bereits anhand der F i g. 1 bis 4 beschriebenen, so daß sie nicht näher erläutert werden müssen.

Fi g. 7 zeigt, wie der Lader 105 von der Kurbelwelle der Maschine aus angetrieben wird. Der untere Rotor des Laders 105 ist Ober einen Riemen mit einer von der Kurbelwelle angetriebenen Welle verbunden. Der obere Rotor des Laders 105 ist mit dem unteren Rotor in to Getriebeverbindung und wird mit von diesem angelrieben.

Die in Fig.8 gezeigten graphischen Darstellungen lassen erkennen, wie das Sekundärventil sich entsprechend dem Betrieb des Lcistungssteuerventils (Drossel- b5 ventil) bewegt Wenn das Leistungssteuerventil schnell geöffnet wird, wie es durchgezogen dargestellt ist, so öffnet sich auch das Sekundärventil schnell, jedoch nur um denselben Betrag wie das Leistungssteuerventil. Wenn das Leistungssteuerventil langsamer geöffnet wird, wie es gestrichelt dargestellt ist, so folgt ihm das Sekundärventil, wie gleichfalls gestrichelt dargestellt, jedoch bewegt sich dieses weiter in eine volle Öffnungsstellung. Wenn das Leistungssteuerventil noch langsamer geöffnet wird, wie dies strichpunktiert dargestellt ist, so bewegt sich das Sekundärventil in seine volle Öffnungsstcllung, was gleichfalls strichpunktiert dargestellt ist.

Es hat sich gezeigt, daß eine Brennkraftmaschine mit einem Lader nach der Erfindung einen niedrigen Geräuschpegel hat, wenig schädliche Anteile in den Abgasen abgibt und einen guten Kraftstoffwirkungsgrad hat. Diese Eigenschaften werden ohne Verringerung der abgegebenen Leistung verwirklicht.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Lader für Brennkraftmaschinen mit einem ventilgesteuerten Ansaugkanal für eine Brennkammer, mit einem nach dem positiven Verdrängungsprinzip mit kontinuierlicher Strömung arbeitenden, proportional der Maschinendrehzahl angetriebenen Rotationslader, mit einem dem Lader vorgeordneten Leistungssteuerventil zur Steuerung der Strömung des Kraftstoff-Luftgemischs in den Rotatior.slader, mit einem dem Rotationslader nachgeordneten Sekundärventil und mit einer Vorrichtung zur Koordinierung der Arbeitsweise beider Ventile derart, daß sie gleichzeitig ihre Leerlaufsiellungen und öffnungs-Stellungen einnehmen, daHurch gekennzeichnet, daß eine pneumatische Steuerung das Sekundärventil (17) mit vorgegebener Zeitkonstanten von der Leerlauf- in die Vollaststellung überführt, während eine mechanische Steuerung bei relativ zu der Zeitkonstanten schneller Betätigung der Steuerung des Leistungssteuerventils (13) das Sekundärventil (17) über einen relativ zur pneumatischen Steuerung größeren Winkel bewegt, der demjenigen des Leistungssteuerventils (13) entspricht.

2. Lader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koordinierungsvorrichtung eine Steuervorrichtung (18) zur Betätigung des Sekundärventils (17) und eine Vorrichtung (24) zur wahlweisen Verbindung der Steuervorrichtung (18) mit einem An- jo saugkanal vordem Rotationslader(12)umfaßt.

3. Lader nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (24) zur Verbindung der Steuervorrichtung (18) mit dem Ansaugkanal vor dem Rotationslader (12) ein Dreiwegeventil (24) ist, J5 das ferner die Steuervorrichtung (18) wahlweise mit der Atmosphäre verbindet.

4. Lader nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rotationslader (12) und dem Sekundärventil (17) ein Behälter (11) angeordnet ist.

5. Lader nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zuführung atmosphärischer Luft bei Druckabfall unter einen vorbestimmten Wert in den Behälter (11) ein Ventil (83) vorgesehen ist.

6. Lader nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter (11) eine Gelenkvorrichtung (19, 41) zur Verbindung der Koordinierungsvorrichtung (18, 24) mit dem Sekundärventil (17) vorgesehen ist.

7. Lader nach einem der vorhergehenden Ansprüche für eine Zweizylinder-Brennkraftmasehine und einem mit jeder Brennkammer verbundenen ventilgesteuerten Ansaugkanal, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rotationslader (105) und jeweils einem Ansaugkanal (101) ein Sekundärventil (110) angeordnet ist und daß die Koordinierungsvorrichtung (123, 128) die Funktion beider Sekunda: ventile (110) mit der Funktion des Leistungssteuerventils (107) koordiniert. bo

8. Lader nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Koordinierungsvorrichhing (123, 128) /ur Betätigung eines jeden Sckiindärvcnlils (110) mil diesem über eine Gdcnkvorriehiimg (112 bis 118) verbunden isl, die zwei clinch einen gemeinsamen w, I lebel (116) betätigte Gelenke (115, 117) umfaßt, und daß eine Vorrichtung (119) /ur Einstellung der I .iinge eines (117) der Cj denke (115, 117) vorgesehen isl.

9. Lader nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Leistungssteuerventil (13, 107) ein Vergaser (14, 108) vorgeordnet ist

10. Lader nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vergaser (14, 108) ein Luftfilter (15, 109) vorgeordnet ist.

11. Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder, in dem ein Kolben geführt und eine Brennkammer ausgebildet ist, und mit einem ventilgesteuerten Ansaugkanal und einem ventilgesteuerten Auspuffkanal, die an die Brennkammer angeschlossen sind, gekennzeichnet durch einen dem jeweiligen Ansaugkanal vorgeordneten Lader nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Lieferung von Kraftstoff-Luftgemisch.