DE2925024A1

DE2925024A1 - Verfahren zum sichtbarmachen des verbrauchsoptimalen betriebsbereiches

Info

Publication number: DE2925024A1
Application number: DE19792925024
Authority: DE
Inventors: Klaus Ing Grad Freise
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1979-06-21
Filing date: 1979-06-21
Publication date: 1981-01-08
Also published as: DE2925024C2

Description

Verfahren zum Sichtbarmachen des verbrauchsoptimalen
Betriebsbereichs Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Sichtbarmachen des verbrauchsoptimalen Betriebsbereichs bei mit Abgasturboladern ausgerüsteten Brennkraftmaschinen sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Zur Leistungssteigerung bei Brennkraftmaschinen, insbesondere bei solchen, die in Kraftfahrzeugen eingebaut sind, ist es bekannt, Abgasturbolader zu verwenden. Um derart ausgerüstete Fahrzeuge jedoch im verbrauchsoptimalen Arbeitsbereich betreiben zu können, ist es sinnvoll, eine Anzeige für die Bedienungsperson vorzusehen.
Die bei nicht aufgeladenen Ottomotoren bekannten Vakuummeter, die den Unterdruck in der Ansaugleitung messen und anzeigen, sind bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen nicht verwendbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und eine danach arbeitende Vorrichtung bereitzustellen, mit denen bei mit Abgasturboladern ausgerüsteten Brennkraftmaschinen sicher und zuverlässig der verbrauchsoptimale Arbeitsbereich angezeigt werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen der Druck der Ladeluft hinter dem Lader und der des Abgases vor der Turbine gemessen wird, die Druckdifferenz gebildet und auf einem Anzeigegerät sichtbar gemacht wird. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß diese Druckdifferenz bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen genau dann am größten ist, wenn die Brennkraftmaschine im Bereich ihres maximalen Moments betrieben wird. Dieser Betriebspunkt ist mit dem des geringsten Brennstoffverbrauchs identisch. Messungen im Teillastbereich einer Brennkraftmaschine haben ergeben, daß auch dort mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine verbrauchsptimale Anzeige erreicht wird.Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sie ebenfalls eine Überwachung für die aesamte Turbogruppe des Motors gestatte , d. h. Schäden am Verdichter oder an der Turbine, an -der Ladeluftleitung oder Abgas leitung werden miterfaßt, da dann das Anzeigeinstrument in 0-Stellung steht.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Meß- und Anzeigegerät vorgesehen ist, welches einerseits mit der Ladeluftleitung hinter dem Lader und andererseits mit der Abgasleitung vor der Turbine verbunden ist. Der Vorteil dieser Vorrichtung liegt darin, daß das Anzeigeinstrument in jedem Betriebsbereich der Brennkraftmaschine einen Maximalwert anzeigt, wenn der verbrauchsoptimale Arbeitsbereich der Brennkraftmaschine erreicht ist. Ein Über- oder Unterschreiten des optimalen Bereichs bedingt eine unter dem Maximalwert liegende Anzeige. Damit ist es für die Bedienungsperson nur noch erforderlich, die Brennkraftmaschine derart einzustellen, daß das Aneigeinstrument den höchstmöglichen Wert anzeigt. Dies bedeutet für in Kraftfahrzeugen eingebaute Brennkraftmaschinen die geeignete Wahl des Ganges und der Drehzahl. Ein weiterer Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, daßsie in Kraftfahrzeugen andere Instrumente, wie beispielsweise den Drehzahlmesser, ersetzen kann, da der verbrauchsoptimale Bereich immer im Mittelfeld des Drenzahlbereichs des Motors liegt und daß es bei einem Einhalten dieses Bereichs niemals zu Schäden durch zu hohe oder zu niedrige Drehzahl kommen kann.
Die Vorrichtung läßt sich besonders einfach einbauen, wenn als Meß- und Anzeigegerät ein Differenzdruckmanometer vorgesehen ist, welches mit einem Teilstrom der Ladeluft einerseits und andererseits mit einem Teilstrom des Abgases beaufschlagt wird. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß der Differenzdruck direkt im Anzeigeaerät gebildet wird, d. h. es sind keine zusätzlichen Differenzierglieder notwendig. Es eignet sich besonders dann, wenn die -zeige nahe an der Brennkraftmaschine angeordnet ist, da dann die teilstromführenden Leitungen nicht zu lang sind, so daß aufgrund von Strömungsverlusten das Anzeigeinstrument zu träge reagiert.
Eine elektrisch arbeitende Anzeigevcrrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigegerät ein elektrisch arbeitendes Anzeigegerät vorgesehen ist, welches mit dem Ausgang eines Differenziergliedes verbunden ist, an dessen Eingang als Meßgerät je ein dem Druck in der Ladelustleitung und in der Abgas leitung analoges elektrIsches Signal liefernder Meßfühler angeschlossen ist. Eine derartige Vorrichtung kann insbesonder dort mit Vorteil verwendet werden, wenn zwischen der Brennkraftmaschine und dem Anzeigeinstrument eine größere Wegstrecke zu überbrücken ist, in der bei pneumatischer Anzeige zu hohe Anzeigefehler auftreten könnten.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Beispiels näher erläutert: Es stellen dar: Fig. 1 eine schematische Ansicht einer aufgeladenen Brennkraftmaschine mit einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Vorrichtung; Fig. 2 eine Vollastkennlinie eines aufgeladenen Dieselmotors.
Der schematisch dargestellte Motor 1 in Fig. a weist eine Ladeluftleitung 2 auf, die von einem Verdichter 3 über einen nicht dargestellten Luftfilter angesaugte Verbrennungsluft zu den einzelnen Zylindern des Motors 1 führt. Der Verdichter 3 bildet mit einer Turbine 4 einen Abgasturbolader 5, welche über eine Abgasleitung 6 mit den Zylindern des Motors 1 verbunden ist.
Von der Ladeluftleitung 2 sowie von der Abgasleitung 6 zweigt je eine Meßleitung 7, 8 ab, die mit einem als U-Rohr ausgebildeten.
Differenzdruckmeßgerät 9 verbunden ist.
In Fig. 2 ist die Vollastkurve eines aufgeladenen Dieselmotors dargestellt. In diesem Kennfeld ist ebenfalls die bei diesem Motor bei Betrieb auf der Vollastkennlinie auftretende Druckdifferenz zwischen den Drücken in der Ladeluftleitung 2 und in der Abgasleitung 6 dargestellt. Man erkennt, daß der maximale Differenzdruck im Bereich des höchsten Motordrehmoments,also im Bereich des niedrigsten Brennstoffverbrauchs, erreicht wird. Die diesem Bereich entsprechende Stellung des Anzeigeinstruments ist in Fig. 1 aufgezeigt. Die Messungen haben ergeben, daß die Differenz drücke auch in anderen Lastbereichen im Bereich des niedrigsten Brennstoffverbrauchs am höchsten sind. Der absolut höchste Differenzdruck wird allerdings nur bei Vollast und bei höchstem Motordrehmoment erzielt.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß anstelle des Differenzdruckmanometers 9 auch eine digitale oder analoge Anzeige treten kann.
In diesem Fall werden entweder Teilströme der Ladeluft und des Abgases aus der Ladeluftleitung 2 bzw. Abgasleitung 6 entnommen und zu einem pneumatisch arbeitenden Differenzierglied geleitet, welches den Differenzdruck als elektrisches Signal weiterleitet oder in der Ladeluftleitung 2 und Abgasleitung 6 wird je ein dem dort herrschenden Druck analoges elektrisches Signal liefernder Meßfühler eingesetzt, der elektrischen Signale einem elektrisch arbeitenden Differenzierglied zugeführt, welches ebenfalls die Druckdifferenz als elektrisches Signal an das Anzeigeinstrument weiterliefert.

Claims

Patentansprüche ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ .

Verfahren zum Sichtbarmachen des verbrauchsoptimalen Betriebsbereiches bei mit Abgasturboladern ausgerüsteten Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Ladeluft hinter dem Lader und des Abgases vor der Turbine gemessen wird, daraus die Druckdifferenz gebildet und auf einem Anzeigegerät sichtbar gemacht wird.
2. Vorrichtung durch Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer mittels eines Abgasturboladers aufgeladenen Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meß- und Anzeigegerät vorgesehen ist, welches einerseits mit der Ladeluftleitung (2) hinter dem Verdichter (3) und andererseits mit der Abgasleitung (6) vor der Turbine (4) verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Meß- und Anzeigegerät ein Differenzdurckmanometer (9) vorgesehen ist, welches mit einem Teilstrom der Ladeluft einerseits und andererseits mit dem Teilstrom des Abgases beaufschlagbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigegerät ein elektrisch arbeitendes Anzeigegerät vorgesehen ist, welches mit dem Ausgang eines Differenziergliedes verbunden ist, an dessen Eingang als Meßgerät je ein dem Druck in der Ladeluftleitung und in der Abgasleitung analoaes elelctrisches Signal liefernder Meßfühler angeschlossen ist.