DE3214205A1 - Brennkraftmaschine mit zumindest einem abgasturbolader - Google Patents
Brennkraftmaschine mit zumindest einem abgasturboladerInfo
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Description
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Kiockner-Hnrpboldt-Deuiz AG
- 2 - 14.04.82
D 82/10
Brennkraftmaschine mit zumindest einem Abgasturbolader
Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit
zumindest einem Abgasturbolader, dessen Verdichter sowohl über einen Ladeluftkühler als auch über einen diesem parallel
geschalteten Luftvorwärmer mit dem Luftsammeirohr der
Brennkraftmaschine in Verbindung steht, wobei ein von der Ladelufttemperatur abhängiges Regelventil den Anteil der
jeweils zum Luftsammeirohr strömenden kalten und/oder erwärmten Luftmenge bestimmt.
Eine Brennkraftmaschine der genannten Gattung ist durch die
DE-PS 25 44 471 bekanntgeworden, wobei das Regelventil für die Zumessung des vom Turbolader geförderten Luststroms in
Richtung zum Ladeluftkühler bzw. zum Luftvorwärmer an einer zwischen diesen und dem Turbolader befindlichen Rohrverzweigung
angeordnet ist. Dabei wird das Regelventil über eine temperaturabhängige Meßeinrichtung von der Ladelufttemperatur
jeweils so beeinflußt, daß durch das vom Regelventil bestimmte Mischungsverhältnis zwischen den gekühlten
bzw. erwärmten Luftmassen die Ladelufttemperatur über weite Betriebsbereiche der Brennkraftmaschine annähernd konstant
gehalten werden kann. Allerdings spricht bei einer solchen Regelung das Regelventil im Falle einer Temperaturänderung
in der Ladeluft erst mit einer größeren Verzögerung an, da temperaturabhängige Stellglieder eine längere Reaktionszeit
beanspruchen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Brennkraftmaschine der eingangs umrissenen
Gattung mit einfachsten Mitteln dahingehend zu verbessern,
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daß sowohl möglichst kurze Ansprechzeiten des Regelventils zur schnellen Anpassung des Bedarfs an Luft beispielsweise
bei einer scharfen Beschleunigung der kalten Brennkraftmaschine gegeben sind und daß auch beim Start der noch kalten
Brennkraftmaschine eine temperaturabhängige Regelung durch Mischen kalter und warmer Luft erfolgt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
Regelventil an der gemeinsamen Einmündung der den Kalt- und Warmluftstrom führenden Rohre in das Luftsammeirohr angeordnet
ist und ein abhängig von der gegenseitigen Beaufschlagung der beiden Luftströme den Öffnungsquerschnitt
beider Rohre beherrschendes Sperrglied aufweist, wobei der Ladeluftkühler gegenüber dem Luftvorwärmer einen geringeren
Strömungswiderstand hat und daß am Sperrglied eine entgegen dem Kaltluftstrom wirkende Bimetallfeder angreift, deren
Federspannung mit steigender Temperatur der Ladeluft abnimmt.
Durch diese Maßnahmen erhält man ein schnell reagierendes Regelventil, bei dem beispielsweise bei einer plötzlichen
Beschleunigung der kalten oder warmen Brennkraftmaschine
das Sperrglied infolge seiner Beaufschlagung vom erhöhten Ladeluftstrom sofort anspricht, indem die Wirkung der Bimetallfeder
im wesentlichen überspielt wird. Beim Anlassen der kalten Brennkraftmaschine bzw. bei Teillast der noch
kalten Brennkraftmaschine kommt auch die Kraft der am Sperrglied angreifenden Bimetallfeder zur Wirkung, da bei
diesem Betriebszustand der Brennkraftmaschine ein gegenüber
Klöckner-Hunr.boldt-Deute AG
KHD
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vorgenannter Beschleunigung verminderter Ladeluftstrom auf das Sperrglied einwirkt. Durch die Einwirkung der temperaturabhängigen
Bimetallfeder und des Ladeluftdruckes auf das Sperrglied wird durch Mischung von Warm- und Kaltluft die
Ladelufttemperatur weitgehend konstant gehalten.
In Weiterbildung der Erfindung ist es als besonders vorteilhaft anzusehen, wenn das Regelventil als Sperrglied
eine mit der Bimetallfeder unmittelbar verbundene Klappe aufweist.
Schließlich kann es zur Anpassung der Bimetallfeder an verschiedene
Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine zweckdienlich sein, wenn die Vorspannung der Bimetallfeder einstellbar
ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
20
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Die einzige Abbildung zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine
mit einem Abgasturbolader, dessen Ladeluftführung ein Regelventil gemäß der Erfindung aufweist.
An eine nicht gezeigte Brennkraftmaschine, z. B. eine Hubkolben- oder Rotationskolben-Brennkraftmaschine, ist ein
als Turbolader 1 bezeichnetes Aufladegerät für Verbrennungsluft angeschlossen. Der Turbolader 1 besteht aus einer
Abgasturbine 2 und dem eigentlichen Lader 3, der hier als
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Radialgebläse ausgebildet ist. Vom Lader 3 verläuft eine
Luftleitung 4 zu einem Ladeluftkühler 5, der ausgangsseitig
durch eine Luftleitung 6 mit einem Luftsammeirohr 7 der Brennkraftmaschine in Verbindung steht. Vom Luftsammeirohr
7 führen mehrere davon abzweigende Rohre 9 zu den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine. Eine von der Luftleitung
4 abzweigende Leitung 10 steht mit einem Wärmetauscher 11 in Verbindung, der im vorliegenden Fall als Abgaswärmetauscher
ausgebildet sein soll. An den Abgaswärmetauscher 11 ist, in Strömungsrichtung gesehen, ausgangsseitig ein Rohr
12 angeschlossen, das dem Rohr 6 gegenüberliegend in das Luftsammeirohr 7 einmündet. Beide Luftrohre 6 und 12 stellen
je einen etwa U-förmigen Bogen dar, wobei die beiden inneren Bögen im Mündungsbereich 13 ineinander übergehen.
Im Mündungsbereich 13 der beiden Luftrohre 6 und 12 ist
ferner eine Bimetallfeder 14 angeordnet, deren einer Schenkel an einer um eine vertikal zur Bildebene verlaufende
Achse schwenkbare Klappe 15 angreift. Der andere Schenkel der Bimetallfeder 14 ist mit einer in einem ortsfesten Teil
sitzenden Stellschraube 17 derart verbunden, daß mit dieser die Federvorspannung der Bimetallfeder 14 veränderbar ist.
Die Abmessungen der Klappe 15 sind so gewählt, daß diese je nach Stellung den Öffnungsquerschnitt des Luftrohres 6 bzw.
12 gemäß Darstellung ganz oder teilweise gegenüber dem Luftsammeirohr 7 absperren kann. Wie ferner aus der Zeichnung
ersichtlich, hat der Ladeluftkühler 5 mitsamt den beiden anschließenden Luftrohren 4 und 6 einen gegenüber dem
Abgaswärmetauscher 11 größeren Durchtrittsquerschnitt für die Ladeluft, so daß ersterer gegenüber dem Abgaswärmetauscher
11 auch einen geringen inneren Widerstand aufweist.
Klf> krier-t Ium: oWt-Deufz AG
KHD
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Die Vorspannung der Bimetallfeder 14 ist so eingestellt,
daß beim Anfahren der kalten Brennkraftmaschine die Klappe 15 etwa die gestrichelt angedeutete Stellung einnimmt.
Folglich gelangt zunächst der Hauptanteil der für den Betrieb der Brennkraftmaschine erforderlichen Verbrennungsluft
durch den Abgaswärmetauscher 11 zum Luftsammeirohr 7 und weiter zu den Einlaßkanälen 9 der Brennkraftmaschine.
Mit zunehmender Erwärmung der Brennkraftmaschine und zugleich auch der Bimetallfeder 14 durch die erwärmte Ladeluft
läßt die Vorspannung der Bimetallfeder 14 nach, so daß die Klappe 15 durch den vom Ladeluftkühler 5 wirkenden
Druck der Verbrennungsluft im Uhrzeigersinn betätigt wird. Dabei nimmt die Klappe 15 Zwischenstellungen ein, die für
das Mischungsverhältnis der jeweils zum Luftsammeirohr 7 gelangenden kalten bzw. warmen Verbrennungsluft maßgebend
sind. Ist schließlich nach einer bestimmten Betriebsdauer der Brennkraftmaschine die Bimetallfeder 14 soweit erwämt,
daß die Klappe 15 die gezeigte Offenstellung einnimmt, gelangt die Verbrennungsluft vom Turbogebläse 1 ausschließlieh
durch den Ladeluftkühler 5 zur Brennkraftmaschine.
Wird dagegen abweichend von dieser Regelung die Brennkraftmaschine
bereits während ihrer Warmlaufphase stark belastet, was mit einem zumeist plötzlich erhöhtem Bedarf an
Verbrennungsluft verbunden ist, so wirkt der erhöhte Ladedruck des Turboladers 1 insbesondere durch den gegenüber
dem Abgaswärmetauscher 11 dynamisch günstiger ausgelegten Ladeluftkühler 5 auf die Klappe 15 ein und öffnet diese für
den freien Durchtritt der vom Turbolader 1 zum Ladeluftkühler
5 gelangen Verbrennungsluft.
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Damit ist einerseits bei angemessener Einstellung der Bimetallfeder
14 dafür gesorgt, daß der Brennkraftmaschine während der Warmlaufphase vorgewärmte Verbrennungsluft entsprechend
ihres Betriebszustandes geregelt zugeführt wird.
Andererseits wird bei einer plötzlichen Belastung der Brennkraftmaschine während der Warmlaufphase durch die auch
vom Luftstrom betätigte Klappe 15 unter Verzicht auf die angemessene Vorwärmung Verbrennungsluft in
ausreichender Menge zugeführt, um die geforderte Leistung zu bringen.
Leerseite
Claims (3)
- "-.-" 32H2055000 Köln 80, den 14. Apr. 1982 Unser Zeichen: D 82/10 AE-ZPB Da/BPatentansprücheflJ Brennkraftmaschine mit zumindest einem Abgasturbolader, dessen Verdichter sowohl über einen Ladeluftkühler als auch über einen diesem parallel geschalteten Luftvorwärmer mit dem Luftsammeirohr der Brennkraftmaschine in Verbindung steht, wobei ein von der Ladelufttemperatur abhängiges Regelventil den Anteil der jeweils zum Luftsammeirohr strömenden kalten und/oder erwärmten Luftmenge bestimmt,
dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (14 bis 16) an der gemeinsamen Einmündung der den Kalt- und Warmluftstrom führenden Rohre (6, 12) in das Luftsammeirohr (7) angeordnet ist und ein abhängig von der gegenseitigen Beaufschlagung der beiden Luftströme den Öffnungsquerschnitt beider Rohre (6, 12) beherrschendes Sperrglied (15) aufweist, wobei der Ladeluftkühler (5) gegenüber dem Luftvorwärmer (11) einen geringeren Strömungswiderstand hat und daß am Sperrglied (15) eine entgegen dem Kaltluftstrom wirkende Bimetallfeder (14) angreift, deren Federspannung mit steigender Temperatur der Ladeluft abnimmt. - 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (14 bis 16) als Sperrglied eine mit der Bimetallfeder (14) unmittelbar verbundene Klappe (15) aufweist.
- 3. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Bimetallfeder (14) einstellbar ist.
Priority Applications (1)
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DE19823214205 DE3214205A1 (de) | 1982-04-17 | 1982-04-17 | Brennkraftmaschine mit zumindest einem abgasturbolader |
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