DE3008181A1

DE3008181A1 - Brennkraftmaschine mit einem von einer abgasturbine getriebenen lader

Info

Publication number: DE3008181A1
Application number: DE19803008181
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. 7143 Vaihingen Zimmermann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-03-04
Filing date: 1980-03-04
Publication date: 1981-09-17

Description

Brennkraftmaschine mit einem von einer Abgasturbine
getriebenen Lader Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Brennkraftmaschine gemäß der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (DE-OS 2 316 065) wird mit Hilfe einer zusätzlichen kleinen hydraulischen Turbine die mangelnde Verdichterleitung bei niedriger Drehzahl bzw. niedriger Last der Brennkraftmaschine unterstützt. Zur Steuerung des Einsatzpunktes der zusätzlichen Turbine, die vom Drucköl einer mit der Brennkraftmaschine kuppelbaren Ölpumpe angetrieben wird, wird die ölpumpe z.B. mit einer elektromechanischen Kupplung zu- oder abgeschaltet.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemaße Einrichtung mit den kennzeichneiiden Merkmalen des Hauptanspruchs weist demgegenüber den Vorteil auf, daß das von der Pumpe geförderte hydraulische Druckmittel gleichzeitig zur Erwärmung eines Innenraumes eines mit der Brennkraftmaschine betriebenen Kraftfahrzeugs dient. Die Anwendung ist dabei besonders vorteilhaft bei kleinen Dieselmotoren, die mit direkter Einspritzung arbeiten oder auch bei luftgekühlten Fahrzeug-Dieselmotoren.
Bei diesen Motoren fällt riur eine geringe verwertbare Kühiwärine ab, die einer Zusatzheizung zugeführt werden kann. Die Kombination zwischen Zusatzantrieb für den Lader und Zusatzheizung erlaubt eine günstigere Auslegung der Druckmittelpumpe.
Durch die iri den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines der Pumpe nachgeschalteten Druckspeichers, der gewährleistet, daß bei dem Einsatzpunkt des Zusatzalltriebs für den Lader oder der Zusat zheizurig oder weiterer hydraulischer Hilfsaggregate, wie Servolenkung, Bremskraftverstärker und Niveauregelung ein ausreichender Druck zur Verfügung steht. Mit Hilfe des Druckspeichers kann die Pumpe relativ klein ausgelegt werden, da der Speicher Spitzenbelastungen überbrücken kann.
Zeichnung.' Ein Ausführullgsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt uiM wird in der Ilachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 die schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lösung, Figur 2 tlie Teilansicht einer alternativen Ausgestaltung des zusätzlichen hydraulischen Antriebs in Form einer Freistahlturbine, deren Beschaufelung auf der Rückseite des Verdichterrades vorgesehen ist und Figur 3 einen Teilschnitt einer abgewandelten Beschaufelung des Verdichterrads gemäß figur 2.
Beschreibung der Erfindung In Figur 1 ist schematisch eine Brennkraftmaschine 1 dargestellt, die in üblicher Ausgestaltung einen Ölvorratsbehälter 2 aufweist, in dem der Ölvorrat für das zentrale Schmiersystem untergebracht ist. An die Kurbelwelle 3 der Brennkraftmaschine ist über eine Magnetkupplung 4 eine Pumpe 5 angekuppelt, die aus dem ölvorratsbehälter 2 Drucköl über eine Förderleitung 7 fördert. Zwischen Förderseite der Pumpe und dem ölvorratsbehälter ist ein Drucksteuerventil 8 vorgesehen. Weiterhin ist mit der Förderleitung 7 ein Druckspeicher 9 verbunden.
Die Brennkraftmaschine 1 weist ferner eine Abgasturboladereinheit auf, bestehend aus einer Abgasturbine 11, die mit dem nicht wetter dargestellten Abgassammelsystem der Brennkraftmaschine verbunden ist und einem von der Abgasturbine getriebenen Turbolader 12, der der Saugseite der Brennkraftmaschine verdichtete Luft zuführt. Auf der Welle 14, die die Abgasturbine 11 mit dem Turbolader 12 verbindet, ist weiterhineine Freistrahlturbine 15 angeordnet, die von einer Düse mit Drucköl beaufschlagt wird, das über die Förderleitung 7 zugeführt wird. Das die Freistrahlturbine verlassende Drucköl wird über eine Rücklaufleitung 17 wieder dem ölvorratsbehälter zugeführt.
Zur Steuerung des Einsatzpunktes der Freistrahlturbine ist in der Förderleitung 7 ein Magnetventil 18 vorgesehen, das von einer Regeleinrichtung 20 in Abhängigkeit von Betriebsparametern gesteuert wird. Diese Parameter sind insbesondere die Drehzahl, die über einen Geber 21 an der Kurbelwelle abgenommen werden kann und die Last, die am Gaspedal 22 abgenommen werden kann. Weiterhin kann von dem Gaspedal 22 ein Beschleunigungssignal gewonnen werden, bei dem ab einem bestimmten Beschleunigungswert das Ventil 18 ebenfalls geöffnet wird.
Von der Förderleitung 7 zweigt eine erste Druckleitung 24 ab, in der ein ebenfalls von der Regeleinrichtung 20 steuerbares Ventil 25 angeordnet ist, stromabwärts dem in der Druckleitung 24 eine Drossel 26 vorgesehen ist.
Stromabwärts der Drossel 26 führt die Druckleitung 24 durch einen Wärmetauscher 28 und zurück zu dem Ölvorratsbehälter 2. Der Wärmetauscher liegt beispielsweise in dem zu erwärmenden Raum des von der Brennkraftmaschine betriebenen Kraftfahrzeugs und wird von zu erwärmender Luft durchströmt. Die Temperatur der erwärmten Luft bzw. die Innenraumtemperatur wird durch entsprechende Geber 29 und/ oder 30 erfaßt und der Regeleinrichtung 20 zur Auswertung und zur Steuerung des Ventils 25 zugeführt.
Einen weiteren Zulauf erhält der Wärmetauscher 28 über eine Leitung 32, die in die Druckleitung 24 stromabwärts der Drossel 26 mündet und die ein in Richtung Wärmetauscher öffnendes Rückschlagventil 33 enthält. Die Leitung 32 zweigt stromaufwärts eines in der Rücklaufleitung 17 angeordneten Magnetventils 34 ab. Das Ventil 34 wird dabei ebenfalls von der Regeleinrichtung 20 gesteuert.
Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Sobald durch den Fühler 30 eine zu niedrige Innenraumtemperatur gemessen wird, wird bei angekuppelter Pumpe 5 das Ventil 25 geöffnet. Der von der Pumpe geförderte Ölstrom fließt durch die Drossel 26 und erwärmt sich dabei stark. Diese anfallende Wärme wird über den Wärmetauscher 28 ab- und in den Innenraum geführt. Weiterhin kann durch den Wärmetauscher bei zu niedriger Innenraumtemperatur ebenfalls das die Freistrahlturbine 15 verlassende Drucköl, das sich beim Durchgang durch die Turbine erwärmt hat, geführt werden. In diesem Fall wird durch das Ventil 34 die Rücklaufleitung 17 geschlossen. Diese Ausgestaltung kann zusätzlich sein, wobei während des Betriebs der Freistrahlturbine dieser Druckmittel zufuhr zum Wärmetauscher 28 der Vorrang gegeben werden kann. Bei Erreichen einer ausreichenden Kühlwassertemperatur, die durch einen Fühler 35 gemessen werden kann, kann die Zusatzheizung durch erwärmtes Drucköl über die Regeleinrichtung 20 abgeschaltet werden.
Mit der Pumpe 5 können außer der beschriebenen Einrichtung auch noch weitere Hilfsaggregate des mit der Brennkraftmaschine betriebenen Kraftfahrzeugs versorgt werden.
Dazu gehören z.B. die Servolenkung, ein Bremskraftverstärker oder eine Niveauregelung.
In Figur 2 ist eine Ausführungsform der Freistrahlturbine 15 dargestellt, die in diesem Fall als eine auf der Rückseite 36'des Turbinenrades 37 des Turboladers angebrachten Beschaufelung 38 ausgeführt ist. Das Drucköl wird dabei mit Hilfe einer Düse 39 in die Beschaufelung gepreßt. Zur Veränderung der Drehzahl bzw. des Antriebsmoments der Turbine ist die Öffnung 40 der Düse 39 veränderbar.
Figur 3 zeigt eine Beschaufelung an der Rückseite 36 des Turbinenrads 37 in Form von Taschen, die in der Oberfläche des Turbinenrades im Schnitt eine sägezahnförmige Gestalt geben.

Claims

Ansprüche 1. Brennkraftmaschine mit einem von einer Abgasturbine getriebenen Lader, mit einem zusätzlichen hydraulischen Antrieb für den Lader und mit einer Pumpe für die Versorgung des hydi'au1scIien Antriebs mit hydraulischem Druckmittel, dadurch gekennzeichnet, daß von der Förderseite der Pumpe (5) ein Teilstrom des hydraulischen Druckmittels über eine in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine und/oder der Temperatur eines zu beheizenden Innenraumes eines mit der BrennkraftmascEhinen betriebenen Kraftfahrzeugs schaltbares Ventil (25) durch eine Drossel (26) geleitet wird, der ein der Innenerwärmung dienender Wärmetauscher (28) nachgeschaltet ist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Antrieb (15) über ein in Abhängigkeit voll Betriebsparametern der Brennkraftmaschine schaltbares Ventil (18) das in der Ftlörderleitung (7) zwischen Pulpe (5) und hydraulischem Antrieb (15) angeordnet ist, zu- und abschaltbar ist.
3. Brennkraftmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vom hydraulischen Antrieb (15) rückströmende hydraulische Druckmittel ebenfalls über den Wärmetauscher (28) geleitet wird.
4. Brennkraftmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpe (5) unmittelbar ein Druckspeicher (9) nachgeschaltet ist.
5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an die Förderseite der Pumpe (5) zusätzlich hydraulische Hilfsaggregate des mit der Brennkraftmaschine betriebenen Kraftfahrzeugs wie Servolenkung, Bremskraftverstärker und Niveauregelung angeschlossen sind.
6. Brennkraftmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite (36) des Turbinenrads (37) des als Turbolader ausgebildeten Laders (12) eine Beschaufelung (38) einer Freistrahlturbine aufweist, wobei das von der Pumpe (5) kommende Druckmittel durch eine auf die Beschaufelung der Turbine gerichtete Düse (39) gepreßt wird.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsquerschnitt (40) der Düse steuerbar ist.