DE3030265C2 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und strebt eine optimale Anpassung zwischen der Brennkraftmaschine und den Abgasturboladern an.

Bei Brennkraftmaschinen mit der eingangs beschriebenen bekannten Anordnung ist je nach Drehzahlbereich eine andere Anzahl der installierten Abgasturbolader in Betrieb. Die Brennkraftmaschine arbeitet dabei jeweils an oder nahe eines Bestpunktes für den Brennstoffverbrauch. Gleichzeitig sind die Abgasturbolader bei Drehzahlen sowie Luft- und Abgasmasscndurchsätmen.

Als nachteilig hat sich bei den bekannten Ausführungen herausgestellt, daß die Zahl der möglichen Verbrauchsbestpunkte für den Betrieb der Brennkraftmaschine der Zahl der installierten Abgasturbolader entspricht. Für den Betrieb der Brennkraftmaschine bei einer größeren Anzahl von Verbrauchsbestpunkten ist eine erhöhte Zahl von Abgasturboladern für die Brennkraftmaschine erforderlich. Ein oder mehrere zusätzliche Abgasturbolader verursachen aber erhebliche Mehrkosten, höheres Gewicht, vergrößertes Bauvolumen und steigenden Wartungsaufwand.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für.

eine Brennkraftmaschine mit einer gegebenen Anzahl von Abgasturboladern einen Betrieb mit einer Höchstzahl von Verbrauchsbestpunkten zu verwirklichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mu jem kennzeichnenden Merkmal von Patentanspruch I gelöst und durch die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 weiter ausgestaltet.

Die mit der Erfindung erziehen Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine Senkung des Brennstoffverbrauchs der Brennkraftmaschine erreicht wird, da3 sich das Beschleunigungsverhalten der Brennkraftmaschine verbessert und daß durch gesteigerten Mitteldruck die Brenkraftmaschine bei Teilleistung in der Lage ist ein größeres Drehmoment abzugeben als vorher.

Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden näher beschrieben:

Eine Brennkraftmaschine ist beispielsweise mit vier Abgasturboladern ausgerüstet, die zusammen für den Luft- und Abgasmassendurchsatz der Brennkraftmaschine bei Nennleistung ausgelegt sind. Die vier Abgasturbolader sind luft- und abgasseitig parallel geschaltet und einzeln zu- und abschaltbar. Drei der Abgasturbolader sind untereinander gleich, während ein Abgasturbolader für einen kleineren Luft- und Abgasmassendurchsatz. ausgelegt ist.

Der Luft- und Abgasmassendurchsatz von je-dem der drei großen Abgasturbolader verhält sich zu dem des kleinen Abgasturboladers wie 2:1. Daraus ergibt sich, daß jeder der großen Abgasturbolader für ¹It und der kleine Abgasturbolader für '/7 des Luft- und Abgasmassendurchsatzes der Brennkraftmaschine bei Nennleistung ausgelegt ist.

Für den Betrieb der Brennkraftmaschine zwischen Leerlauf und Höchstleistung ergibt sich mit den vier Abgasturboladern (ATL) bei vorstehender Größenabstufung beispielsweise diese Schaltfol·^:

Kl. ATL

1.Gr. ATL

2.GrATL

3. Gr. ATL

3 4

Aus diesem Schema ist ersichtlich, daß mit vier Ab- Massendurchsätze zwischen den installierten Abgasturgasturboladern eine siebenstufige Schaltfolge zu ver- boladern ergibt sich beim beschriebenen Beispiel eine wirklichen ist. Die großen Abgasturbolader werden bei Halbierung des Stufensprunges einer Schaltstufe.
Erhöhung der Leistungsanforderung an die Brennkraft- Jede Schaltstufe entspricht einem bestimmten Drehmaschine nacheinander zugeschaltet und bei Erniedri- 5 zahlbreich der Brennkraftmaschine, bei welchem der gung der Leistungsanforderung nacheinander abge- Betrieb an oder nahe bei einem Bestpunkt für den schaltet, während der kleine Abgasturbolader zur Ver- Brennstoffverbrauch möglich ist. Da bei Teilleistung der kleinerung des Stufensprunges einer Schaltstufe ergän- Brennkraftmaschine jeweils eine dem augenblicklichen zend zu den großen Abgasturboladern je nach Richtung Abgasangebot entsprechende Anzahl von Abganurboder Änderung der Leistungsanforderung an die Brenn- 10 ladern in Betrieb ist, arbeiten auch die Abgasturbolader kraftmaschine mehrfach zu- bzw. mehrfach abgeschal- bei optimalen Betriebswerten nahe ihres Auslegungstet wird. Bei der vorstehend erwähnten Aufteilung der punktes.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Brennkraftmaschine mit mehr als zwei parallel geschalteten einzeln zu- und abschaltbaren Abgasturboladern, die zusammen für den Abgas- und Luftmassendurchsatz der Brennkraftmaschine bei Nennleistung ausgelegt sind und bei Teilleistung der Brennkraftmaschine, entsprechend dem augenblicklichen Abgasangebot, jeweils so viele Abgasturbolader im Betrieb sind, daß die Brennkraftmaschine möglichst nahe optimaler Betriebsbedingungen arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Abgasturbolader für einen geringeren Abgas- und Luftmassendurchsatz als die übrigen unter sich gleichen Abgasturbolader ausgelegt ist, daß die großen Abgasturbolader, entsprechend dem jeweiligen Abgasangebo! bei Änderungen während des Brennkraftmaschinenbetriebes zu höherer Teilleistung nacheinander zugeschaltet und bei Änderungen zu niederer Teilleistung nacheinander abgeschaltet werden, und daß der kleine Abgasturbolader im Betriebsbereich zwischen geringsten und größten Abgasangebot der Brennkraftmaschine ergänzend zu den großen Abgasturboladern mehrfach zu- und mehrfach abgeschaltet wird.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Stufensprung einer Schaltstufe zwischen dem Zu- bzw. Abschalten eines und des nächsten großen Abgasturboladers durch das Zu- und Abschalten des kleinen Abgasturboladers verkleinert wird.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Luft- und Abgasmassendurchsatz von kleinem zu großem Abgasturbolader etwa wie I : 2 verhält.

zen in Betrieb, die ihren Auslegungspunkten nahe kom-