DE2718613C2 - Vorrichtung zur Verbesserung des Beschleunigungsverhaltens eines Dieselmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbesserung des Beschleunigungsverhaltens eines Dieselmotors, der von einem Abgasturbolader aufgeladen wird mit einem von diesem ausgehenden Lade|uflrohr, das vom Turbolader komprimierte Ladeluft einerseits dem Motor und andererseits einer mit dem Einspritzpumpcnreglcr zusammenarbeitenden Zusatzeinrichtung zuführt, die im Bereich geringfügiger Betätigung des Fahrpedals die Vollast-Einspritzmenge in Abhängigkeit vom Druck im Ladeluftrohr mittels einer Membran reduziert, auf die einerseits eine die Vollastmenge reduzierer.de Feder und anderersehs der Ladedruck einwirkt

Die genannte Zusatzeinrichtung gemäß Prospekt der Fa. Bosch, Techn. Unterrichtung-Diesel-Einspritzausrüstung dient bei Dieselmotoren mit Abgasturboaufladung dazu, im unteren Drehzahlbereich die Vollast-Einspritzmenge in Abhängigkeit vom Ladedruck zu reduzieren, damit die einschlägigen Rauchvorschriften, beispielsweise die Vorschrift nach ECE 24 eingehalten werden können. Hierzu wird eine federbelastete Membran mit dem Ladedruck des Turboiaders so beaufschlagt, daß bei Unterschrcitung eines bestimmten Druckes die Vollastmcngc mittels der Kraft der an der genannten Membran angreifenden Feder reduziert wird. Diese Zusatzeinrichtung ar.i Einspritzpumpenregler wird als ladedruckabhängiger Vollastanschlag bezeichnet. Durch die Auslegung des (adedruckabhängigen VoI-iastanschlags nach den Erfordernissen der stationären Vollast-, Rauchgrenzkurve wird insbesondere beim Beschleunigen des Motors aus dem Leerlauf heraus eine größere Einspritzmenge blockiert als zur Erfüllung der entsprechenden Beschleunigungs-Grenzkurve notwendig ist. Dies hat zur Folge, daß derartige Dieselmotoren ein unbef-iedigendes Beschleunigungsverhalten aufweisen, weil der schnelle Aufbau eines entsprechenden Ladedruckes durch den ladedruckabhängigen Vollastanschlag mehr verzögert wird als nötig ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Beschleunigen des Motors durch plötzliches Niederdrükken des Fahrpedals eine kräftigere Beschleunigung zu erhalten, ohne dabei die Grenzen der einschlägigen Rauchvorschriften zu überschreiten.

Demgemäß soll während des Bcschlcunigungsvorganges die Zusatzeinrichtung am Einspritzpunipenrcglcr so beeinflußt werden, daß der Spielraum bis zur Beschieunigungs-Rauchgrenzkurve ausgenutzt wird. Diese Beeinflussung muß dabei so erfolgen, daß sie nur bei entsprechender Betätigungsgeschwindigkeit, d. h., bei genügend schnellem Niederdrücken des Fahrpedals, wirksam wird, wobei die stationäre Vollastkurve unbeeinflußt bleiben muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an das Fahrpedal der zu einem Luftkompressions-Zylinder gehörende Kolben angelenk' ist, der beim Betätigen des Fahrpedals komprimierte Luft einerseits über eine Drossel ins Freie und andererseits über ein Steuer- oder Rückschlagventil in die vom Ladeluftrohr zur Zusatzeinrichtung führende Verbindungsleitung fördert.

Bei normaler und langsamer Betätigung des Fahrpedals findet der in dem Luftkompressions-Zylinder entstehende erhöhte Druck seinen Ausgleich über die Drossel ins Freie. Wird jedoch das Fahrpedal genügend schnell durchgedrückt, so baut sich in dem Luftkompressions-Zylinder ein Druck auf. der die Betätigung eines Rückschlagventils ermöglicht, durch das dann Druckluft aus dem Luftkompressions-Zylinder auf die Membran des ladedruckabhängigen Vollastanschlages wirken kann.

Damit nun durch das Fahrpedal beim Zurücknehmen der mit dem Fuß des Fahrers ausgeübten Kraft das b5 Zurückgehen des an dem Fahrpedal angelenkten Kolbens des Luftkompressions-Zylinders nicht behindert wird, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß um die Drossel eine Itypaßlcilung mit einem

Rückschlagventil herumgeführt ist, durch das beim Zurückschwenken des Fahrpedals Ausgleichsluft leichter als über die Drossel ansaugbar ist.

Bei einer Ausführung der Erfindung mit einem Rückschlagventil in der von dem Luftkompressions-Zylinder zur Verbindungsleitung führenden Leitung ist es zweckmäßig, wenn zwischen der Mündung dieser Leitung und dem Ladeluftrohr eine Drosselstelle vorgesehen wird, damit sich die plötzliche Druckerhöhung nicht auf das Ladeluftro.hr sondern nur auf die Membran der Zusatzeinrichtung des Einspritzpumpenreglers auswirkt. Bei dieser Ausführung mit dem Rückschlagventil ist es vorteilhaft, wenn der Luftkompressions-Zylinder mit möglichst großem Volumen ausgeführt wird.

Bei dem größeren Luftkompressions-Zylinder, der in diesem Falle vorgesehen werden muß, muß man auch höhere Betätigungskräfte in Kauf nehmen, die zum Ingangsetzen des größeren Luftkompressions-Zylinders nun einmal erforderlich sind.

In manchen Fällen ist es jedoch nicht möglich, für einen so großen Luftkompressions-Zylinder den genügenden Platz zur Verfügung zu stellen und auch aus anderen Gründen ist es manchmal zweckmäßig, einen Luftkompressions-Zylinder mit geringeren Abmessungen vorzusehen. Dann wird in die Leitung zwischen dem Luftkompressions-Zylinder und dem Ladeluftrohr ein Steuerventil eingesetzt, das mit einem Hilfsdruck arbeitet, der entweder von einem durch den Turbolader selbst aufgeladenen Speicher abgenommen wird oder von einer Fahrzeugdruckanlage über ein Druckminderventil abgenommen wird, die in dem Fahrzeug ohnehin vorhanden ist. Hierbei weist das Steuerventil ein Ventil und einen Kolben auf, die von der Außenseite des Ventils her unter dem Druck einer Feder stehen, die dem den Kolben von seiner Außenseile her beaufschlagenden Druck aus dem am Fahrpedal angelenkten Kompressions-Zylinder und dem aus einer Fahrzeugdruckluftanlage über ein Druckminderventil kommenden, das Ventil beaufschlagenden Druck entgegenwirkt. Anstelle der Fahrzeugdrucklufianlage mit dem Druckminderventil kann nun auch ein Luftspeicher vorgesehen werden, der wie die Fahrzeugdruckluftanlage über das Druckminderventil am mittleren Raum zwischen dem Ventil und dem Kolben des Steuerventils angeschlossen ist. Zu diesem Anschluß muß dann im Falle der Verwendung eines Luftspeichers eine Bypaßleitung mit einem Rückschlagventil vorgesehen sein, die ihn mit dem Raum verbindet, in dem sich die auf das Veniil drückende Feder befindet und von dem bei genügend hoher Drehgeschwindigkeit des Motors und dadurch bedingtem genügend hohen Ladedruck Druckluft über das Rückschlagventil in den Speicher zu strömen vermag.

Die Erfindung wird anhand von drei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der folgenden Beschreibung näher erläutert, der auch weitere Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung entnommen werden können. Es zeigt

Fig. I in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Beschleunigungseinrichtung mit einein Rückschlagventil,

F i g. 2 und 3 Ausführungsbeispiclc. bei denen ansteile des Rückschlagventils ein Steuerventil eingesetzt ist, an das in einem ^a 11 über ein Druckminderventil eine Fahrzeugdriickluilanlage und im anderen Falle ein Luftspeicher angeschlossen ist. b^r>

Bei den in der Zeichnung dargestellten Vorrichtungen zur Verbesserung des Bcschleunigungsverhaltens eines Dieselmotors, der von einem Abgasturbolader aufgeladen wird, ist mitla die vom Ladeluftrohr 1 herkommende Verbindungsleitung bezeichnet, die zu einem Anschlußnippel 2 an einer Zusatzeinrichtung 3 führt, die zu einem Einspritzpumpenregler gehört. Diese Zusatzeinrichtung 3 hat die Funktion, im Bereich niedriger Motordrehzahlen die vom Einspritzpurrrpenregler geregelte Vollasteinspritzmenge in Abhängigkeit vom Druck im Ladeluftrohr 1 mittels einer Membran 5 zu reduzieren, die sich in der Zusatzeinrichtung 3 befindet und auf die von der einen Seite der Ladedruck aus dem Ladeluftrohr 1 und von der anderen Seite eine Druckfeder 6 einwirkt. Die Membranbewegung wird über einen Winkelhebel 7 und eine Lasche 8, an der ein Regelhebe] 9 angreift, auf eine Regelstange 11 übertragen, die auf den Einspritzpumpenregler einwirkt, dessen hier nur zum Teil dargestelltes Gehäuse mit 12 bezeichnet ist.

An das Fahrpedal 4 ist der zu einem verhältnismäßig großen Luftkompressions-Zylinder 14 gehörende Kolben 13 angelenkt, der beim Betätigen des Fahrpedals 4 komprimierte Luft einerseits über eine Drossel 15 ins Freie und andererseits über ein Rückschlagventil 16 in die zum Anschlußnippel 2 der Zusatzeinrichtung 3 führende Verbindungsleitung la bringt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird zweckmäßigerweise in der Verbindungsleitung la zwischen dem Ladeluftrohr und der Mündung 17 des Rückschlagventils 16 eine Drosselstelle 18 eingeschaltet, damit bei plötzlicher Druckerhöhung durch schnelles Niederdrücken des Fahrpedals 4 der plötzlich erhöhte Ladedruck nur auf die Membran 5 und nicht auch noch auf das Ladeluftrohr wirkt.

Die in den F i g. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiele arbeiten mit einem Servodruck, der im Falle des Ausführungsbeispiels nach der Fig.2 von einer Fahrzeugdruckluftanlage über die Leitung 19 und ein darin eingeschaltetes Druckminderventil 20 zugeführt wird und im Falle des Ausführungsbeispiels nach der Fig.3 von einem Luftspeicher 21 herkommt, der vom Turbolader selbst bei höherer Geschwindigkeit dessel ben aufgeladen wird.

In diesen beiden Fällen kommt man wegen des Servodruckes mit einem kleineren Luftkompressions-Zylinder 22 aus.

Zwischen dem Luftkompressions-Zylinder 22 und der Mündung 17 in das Verbindungsrohr la ist nun in den beiden Ausführungsbeispielen nach den F i g. 2 und 3 in die Verbindungsleitung 23 ein Steuerventil 24 eingebaut. Dieses Steuerventil 24 weist ein Ventil 25 und einen Kolben 26 auf, die durch eine Kolbenstange 27 so miteinander verbunden sind, daß sie einen Abstand voneinander haben. In das Steuerventil 24 sind zwei Trennwände 28 und 29 eingezogen, durch die das Steuerventil in drei Räume 31 bis 33 und durch den Kolben 26 in einen weiteren Raum 34 abgeteilt wird. Der Ventilkolben ist durch ein Lager 35 in der Trennwand 29 für die Kolbenstange 27 und durch den Kolben 26 geführt, so daß er in üblicher Weise in Längsrichtung hin und her bewegt werden kann. Auf das Ventil 25 wirkt noch die in dem Raum 31 untergebrachte Feder 36, die das Ventil 25 gegen einen Ventilsitz 37 und damit den Ventilkolben in die in der Zeichnung dargestellte Lage drückt.

Bei der in der Fig.3 dargestellten erfindungsgemäßen Beschleunigungseinrichtung ist mit der Leitung 19, die am mittleren Raum 32 angeschlossen ist, anstelle der Fahrzeugdrucklufianlage über das Druckminderventil 20 lediglich der Luftspeicher 21 angeschlossen. Damit dieser Luftspeicher 21 vom Turbolader bei höherer Umdrehungszahl des Dieselmotors aufgepumpt werden

kann, ist parallel zur Leitung 19 eine Bypaßieitung 38 vorgesehen, in der sich ein Rückschlagventil 39 befindet und die am Raum 31 angeschlossen ist, der über die Leitungen :23a und la mit dem Ladeluftrohr 1 in Verbindung steht. Der Raum 34 ist über die Leitung 236 mit dem Luftkompressions-Zylinder 22 verbunden.

Auch bei den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 2 und 3 können in der Verbindungsleitung !a zwischen dem Ladeluftrohr und der Mündung 17 der Leitung 23a Drosselstellen 41 vorgesehen sein.

Bei Betätigung des Fahrpedals 4 beim normalen Fahrbetrieb wird der Kolben 13 des Luftkompressions-Zylinders 14 bzw. der Kolben 42 des Luftkompressions-Zylinders 22 hin und her verschoben. Der in dem Luftkompressions-2:ylinder 14 bzw. 22 erzeugte Druck kann, sich über die Drossel 15 ins Freie ausgleichen. Damit nun beim Zurücknehmen der auf das Fahrpedal 4 ausgeübten Kraft keine Behinderung beim Zurückschwenken desselben durch die Drossel 15 entsteht, ist parallel zu dieser Drossel in eine Bypaßleitung 45 zur Leitung 43 ein Rückschlagventil 44 eingebaut.

Bei höherer Geschwindigkeit des Dieselmotors wird im Falle des in der F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiels der Luftspeicher über die Verbindungsleitung ia, die Mündung 17. die Verbindungsleitung 23a, die Kammer 31, die Bypaßleitung 38 mit dem Rückschlagventil 39 und die Leitung 19 der Luftspeicher mit einem immer höher werdenden Druck bis zu einem vom Abgasturbolader gegebenen Grenzdruck aufgeladen.

Wird nun das Fahrpedal zur Erzielung einer erhöhten Beschleunigung schnell durchgetreten, dann baut sich in dem Luftkompressions-Zylinder 14 bzw. 22 ein erhöhter Druck auf, der durch Öffnen des Röckschlagventils S6 oder des Steuerventils 24 einen zusätzlichen Druck in die Verbindungsleitung la und damit auf die Membran 5 der Einspritzregler-Zusatzeinrichtung 3 aufbringt. Im Steuerventil 24 wird dabei der Ventilkolben 25 bis 27 gegen den Druck der Feder 36 verschoben, dabei hebt das Ventil 25 von seinem Ventilsitz 37 ab, so daß bis zum Raum 32 vorgedrungene Druckluft aus der Fahrzeugdruckluftanlage oder aus dem Luftspeicher durch das geöffnete Ventil zwischen dem Ventilsitz 37 und dem Ventil 25 hindurchströmen und über die Verbindungsleitung 23a, die Verbindungsleitung la und den Anschlußnippel 2 auf die Membran 5 der Einspritzpumpenregler-Zusatzeinrichtung 3 einwirkt, so daß dadurch die Reduzierung der Vollasteinspritzmenge entsprechend der Geschwindigkeit, mit der das Fahrpedal durchgedrückt, vermindert wird. Die Bewegung des Ventilkolbens 25 bis 27 in Richtung auf die Feder 36 kommt dadurch zustande, daß der im LuftkornpressiunvZyiinder 22 aufgebaute Druck über die Leitung 23b auf die Seite des Kolbens 26 wirkt, die eine Wandfläche des Raumes 34 bildet. Bei der Bewegung des Kolbens 26 in Richtung auf die Felder 36 zu wird die im Raum 33 befindliche Luft zusammengedrückt, sie kann diesen Raum dann durch die Öffnung 46 verlassen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist deshalb besonders vorteilhaft, weil sie angewendet werden kann, ohne daß Änderungen im Einspritzpumpenbereich vorgenommen werden müssen. Sie ist universell anwendbar und kann infolge flexibler Leitungen, die bei ihr benutzt werden können, überall im Kraftfahrzeug angewendet und eingebaut werden. Für die Konstruktion der Vorrichtung können einfache und bewährte allgemein bekannte Bauteile verwendet werden, die ihre Funktionstüchtigkeit von vornherein gewährleisten.

Sofern nur genügend Zusatzluftmenge zur Verfugung steht, beispielsweise durch einen genügend großen Luftkompressions-Zylinder 14 oder einen genügend großen Luftspeicher oder sowieso bei Hilfsluftzulieferung durch eine Fahrzeugdruckluftanlage, kann bei plötzlicher Beschleunigung neben der Anhebung der maximalen Einspritzmenge unter leilweiser Aufhebung der Vollastbegrenzung auch noch eine Verbesserung des Beschleunigungsverfahrens dadurch erreicht werden, daß dem Motor selbst über die Vcrbindungsleilung la und die Ladeluftleitung 1 mehr Luft zugeführt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Verbesserung des Beschleunigungsverhaltens eines Dieselmotors, der von einem Abgasturbolader aufgeladen wird mit einem von diesem ausgehenden Ladeluftrohr, das vom Turbolader komprimierte Ladeluft einerseits dem Motor und andererseits einer mit dem Einspritzpumpenregler zusammenarbeitenden Zusatzeinrichtung zuführt, die im Bereich geringfügiger Betätigung des Fahrpedals die Vollast-Einspritzmengc in Abhängigkeit vom Druck im Ladeluftrohr mittels einer Membran reduziert, auf die einerseits eine die Vollastmenge reduzierende Feder und andererseits der Ladedruck einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß an das Fahrpedal (4) der zu einem Luftkompressions-Zylinder (14, 22) gehörende Kolben (13, 42) angelenkt ist, der beim Betätigen des Fahr-, pedals (4) komprimierte Luft einerseits über eine Drossel (15) ins Freie und andererseits über ein Steuer- (24) oder Rückschlagventil (16) in das zur Zusatzeinrichtung (3) führende Ladeluftrohr (1) fördert

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um die Drossel (15) eine Bypaßleitung (45) mit einem Rückschlagventil (44) herumgeführt ist, durch das beim Zurückgehen des Fahrpedals (4) Ausgleichsluft leichter als über die Drossel (15) ansaugbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (24) ein Ventil (25) und einen Kolben (26) aufweist, der von der Außenseite des Ventils (25) her unter dem Druck einer Feder (36) steht, die dem den Kolben (26) von seiner Außenseite her beaufschlagenden Druck aus dem am Fahrpedal (4) angelenkten Luftkompressions-Zylinder (22) gegen den aus einer Fahrzeug-Druckluftanlage über ein Druckminderventil (20) kommenden, das Ventil (25) beaufschlagenden Druck entgegenwirkt.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Fahrzeug-Druckluftanlage mit dem Druckminderventil (20) ein Luftspeicher (21) am mittleren (32) Raum zwischen dem Kolben (26) und dem Ventil (25) des Steuerventils (24) angeschlossen ist und zu diesem Anschluß eine Bypaßleitung (38) mit einem Rückschlagventil (39) vorgesehen ist, die ihn mit dem Raum (31) verbindet, in dem sich die auf das Ventil (25) drückende Feder (36) befindet und von dem Druckluft über das Rückschlagventil (39) in den Speicher (21) zu strömen vermag.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ladeluftrohr (1) zwischen dem Turbolader und der Mündung (17) des Rückschlagventils (16) bzw. des Steuerventils (24) eine Drosselstelle (41) eingeschaltet ist.