DE3222297C2

DE3222297C2 - Anordnung zum Korrigieren der Wirkung der Höhe auf einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE3222297C2
Application number: DE3222297A
Authority: DE
Inventors: Kenzo Tokio/Tokyo Aoki
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1981-06-15
Filing date: 1982-06-14
Publication date: 1985-10-24
Also published as: FR2507687A1; GB2101210A; JPS57206729A; US4466247A; DE3222297A1; GB2101210B; FR2507687B1

Abstract

Bei einer Anordnung zum Korrigieren der Wirkung der Höhe auf einen Verbrennungsmotor mit einem Vorverdichter ist ein Bypass vorgesehen, um eine Auspuffgasturbine des Vorverdichters zu überbrücken, wobei ein Abgasregelventil in dem Bypass angeordnet ist. Eine Betätigungseinrichtung ist zum Betätigen des Abgasregelventils vorgesehen. Die Betätigungseinrichtung ist mit einer Vorverdichterdruckkammer, die mit Vorverdichterluft gespeist wird, mit einer Normaldruckkammer, die mit Luft bei Normaldruck gefüllt ist, und mit einer Membran versehen, welche die beiden Kammern teilt. Die Membran steht in Wirkungsverbindung mit dem Abgasregelventil, um dieses zu öffnen, wenn die Membran durch den Anstieg des Drucks in der Vorverdichterdruckkammer durchgebogen wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Korrigieren der Wirkung der Höhe auf einen Verbrennungsmotor mit einer Vorverdichtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.

Ein Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug ist mit einem Vorverdichter versehen, der durch eine Auspuffgasturbine mit geringer Kapazität angetrieben wird, so daß der Vorverdichter starten kann, um mit niedriger Motordrehzahl zu arbeiten. Aufgrund eines solchen Vorverdichters steigt der Vorverdichterdruck übermäßig mit einer Vergrößerung der Motordrehzahl an, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 1 gezeigt ist, was einen Ausfall des Motors verursachen kann. Um einen solchen Fehler zu vermeiden, ist beispielsweise eine Anordnung durch das JP-GM 47-38 660 vorgeschlagen worden. Die Anordnung enthält einen Bypaß, der in der Auspuffgasturbine für den Vorverdichter vorgesehen ist, ein Abgasregelventil in dem Bypass und eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen des Abgasregelventils. Die Betätigungseinrichtung enthält eine Membran, die in Wirkverbindung mit dem Abgasregelventil steht, eine Atn.'osphärenkammer und eine Vorverdichterdruckkammer, die durch die Membran geteilt sind. Die Membran wird durch die Differenz zwischen dem Atmosphärendruck und dem Vorverdichterdruck durchgebogen, wenn der Vorverdichterdruck ansteigt. Die Betätigungseinrichtung arbeitet somit, um das Abgasregelventil zu öffnen, wenn die Motordrehzahl höher als ein vorbestimmter Wert ist. Demgemäß wird ein Anstieg des Vorverdichterdrucks verhindert, wie durch a in F i g. 1 gezeigt ist.

Da der Atmosphärendruck in großer Höhe niedrig ist, arbeitet jedoch die Betätigungseinrichtung mit einem niedrigen Vorverdichterdruck, wie durch b in F i g. 1 gezeigt ist Der niedrige Vorverdichterdruck führt deshalb nicht wirksam zu einem Anstieg der Motorausgangsleistung.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung zu schaffen, die den Normaldruck in der Atmosphärenkammer der Betätigungseinrichtung korrigiert, während der Atmosphärendruck sich ändert, wodurch die Motorausgangsleistung auch bei großer Höhe durch Vorverdichtung erhöht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in der sind

F i g. 1 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem Vorverdichterdruck,

Fig.2 eine schematische Ansicht einer Anordnung der Erfindung und

F i g. 3 ein Schaltbild einer Schaltung zum Regeln des Normaldrucks der Betätigungseinrichtung.

Gemäß Fig.2 ist ein Motor 1 mit einem Ansaugrohr 2 und einem Auspuffgasrohr 3 versehen. Eine Vorverdichtervorrichtung 4 ist in dem Motor 1 angeordnet. Die Vorverdichtervorrichtung 4 enthält einen Vorverdichter oder Kompressor 4a in dem Ansaugrohr 2 und eine Auspuffgasturbine 4b in dem Auspuffgasrohr 3 derart, daß sie durch die Auspuffgase angetrieben wird. Der Vorverdichter 4a steht in Wirkverbindung mit der Turbine 4b zum Vorverdichten. Ein Bypass 5 ist mit dem Auspuffgasrohr verbunden, um die Turbine 4b zu überbrücken. In dem Bypass 5 ist ein Abgasregelventil 7 angeordnet, das durch eine Betätigungseinrichtung 6 betätigt wird. Die Betätigungseinrichtung 6 enthält ein _ Gehäuse 8 und eine Membran 9, die eine Vorverdichterdruckkammer 11 und eine Normaldruckkammer 13 trennt. Die Membran 9 steht in Wirkungsverbindung mit der Weile des Ventils 7 über eine Stange 10, um die Drehung der Klappe des Ventils zu bewirken. Die Vorverdichte! druckkammer 11 steht durch ein Verbindungsrohr 12 mit dem Ansaugkanal 2 an der stromabwärtigen Seite des Kompressors 4a derart in Verbindung, daß sie mit der Vorverdichterluft gespeist wird. In der Normaldruckkammer 13 ist eine Rückstellfeder 14 für die Membran 9 vorgesehen und ein Balg 15 ist zwischen dem Gehäuse 8 und der Stange 10 zum luftdichten Abdichten der Normaldruckkammer 13 festgelegt. Ein Absolutdruckübertrager 16 und eine Heizeinrichtung 17 sind in der Normaldruckkammer 13 angeordnet. Der Absolutdruckübertrager 16 ist zum Erzeugen einer Ausgangsspannung bestimmt, die proportional dem Druck der Luft in der Kammer 13 ist. Die Kammer 13 ist mit I uft bei atmosphärischem Normaldruck gefüllt.

Gemäß F i g. 3 ist der Ausgang des Absolutdruckübertragers 16 mit einem invertierenden Eingang eines Komparators 20 über einen Widerstand 18 und mit einem nicht invertierenden Eingang eines Komparators

21 über einen Widerstand 19 verbunden. Der nicht invertierende Eingang des Komparators 20 wird mit einer Bezugsspannung von einem Normalspannungsanschluß

22 über einen Widerstand 23 gespeist und der invertierende Eingang des Komparators 21 wird mit der Normalspannung von dem Anschluß 22 ohne einen Widerstand gespeist. Die Ausgänge der beiden Komparatoren 20 und 21 sind jeweils mit den 5- und /?-Anschlüssen eines Flip-Flops 24 verbunden. Der (^-Ausgang des Flip-Flops 24 ist mit der Basis des Transistors 25 zu dessen Ein- und Ausschalten verbunden. Der Transistor 25 ist mit der Heizeinrichtung 17 in Reihe geschaltet und eine

Warnlampe 26 ist zu der- Heizeinrichtung 17 parallel geschaltet.

Wenn im Betrieb der von dem Ansaugkanal 2 der Kammer 11 zugeführte Vorverdichterdruck gering ist, wird die Membran 9 durch die Feder 14 durchgebogen, um das Abgasregelventil 7 zu schließen. Die aus dem Motor abgegebenen Abgase werden vollständig der Turbine 4b zugeführt, um diese anzutreiben, wodurch der Komprersor 4a angetrieben wird. Eine große Luftmenge wird demgemäß dem Motor bei hohem Vorverdichterdruck zugeführt. Wenn der Vorverdichterdruck einen vorbestimmten hohen Wert erhält, wird die Membran 9 durch den Druck gegen die Feder 14 durchgebogen, um das Ventil 7 zu öffnen. Ein Teil des Auspuffgases strömt somit durch den Bypass 5, so daß die Ausgangsleistung der Turbine 4a abfällt, wodurch der Vorverdichterdruck abfällt.

Da die Normaldruckkammer 13 mit Luft bei atmosphärischem Normaldruck gefüllt ist, wird, falls der Umgebungsluftdruck bei großer Höhe abfällt, der Vorverdichterdrück mit bezug auf dieselbe N'orma'größe wie bei niedriger Höhe geregelt. Der Vorvercichterdruck wird demnach nach der Kennlinie a in F i g. 1 bei großer Höhe geregelt.

Wenn sich der Druck in der Kammer 13 auf dem atmosphärischen Normaldruck befindet, ist der Ausgang des Druckwandlers 16 auf einem hohen Pegel und folglich ist der Ausgang des Komparators 20 auf einem niedrigen Pegel und der Ausgang des Komparators 21 auf einem hohen Pegel. Der Flip-Flop 24 wird demgemaß zurückgesetzt, so daß dessen (^-Ausgang auf einem niedrigen Pegel ist, um den Transistor 25 auszuschalten. Wenn der Druck in der Kammer 13 aufgrund einer Lekkage der Luft, verursacht durch einen niedrigen Atmosphärendruck oder durch eine niedrige Umgebungstemperatur, abfällt, verringert sich das Ausgangssignal des Druckwandlers 16, was bewirkt, daß der Komparator 20 ein hochpegeliges Ausgangssignal erzeugt. Der Flip-Flop wird somit eingestellt, um das <?-AusgangssignaI auf einen nohen Pegel einzustellen. Der Transistor 25 wird demgemäß eingeschaltet und ein Strom fließt durch die Heizeinrichtung 17, um Wärme zu erzeugen, was eine Erwärmung der Luft in der Kammer 13 bewirkt. Der Druck in der Kammer erhöht sich somit, so daß der Normaldruck aufrechterhalten wird.

Obwohl die dargestellte Ausführungsform eine Vorverdichtervorrichtung mit einem Vorverdichter ist, der durch eine Auspuffgasturbine angetrieben wird, kann die Erfindung auch bei einer Vorverdichtervorrichtung angewendet werden, die direkt durch die Kurbelwelle des Motors angetrieben wird. Bei einer solchen Vorrichtung ist ein Bypass mit einem Regelventil so vorgesehen, daß der Vorverdichter überbrückt wird.

Die Erfindung ergibt eine Anordnung mit einer Abgasregslventilbetätigungseinrichtung mit einer Normaldruckkammer, wodurch eine Vorverdichtung in großer Höhe zur Vergrößerung der Ausgangsleistung des Motors bewirkt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Anordnung zum Korrigieren der Wirkung der Höhe auf einen Verbrennungsmotor mit einem Ansaugkanal (2), mit einem Auspuffkanal (3), mit einer Vorverdichtervorrichtung (4), die eine durch die Auspuffgase angetriebene Turbine (4b) und einen durch die Turbine angetriebenen Vorverdichter (4a) enthält, mit einem Bypass (5) zum Oberbrücken der Turbine, mit einem in dem Bypass vorgesehenen Regelventil (7), mit einer ein Gehäuse (8) aufweisenden Betätigungseinrichtung (6), mit einer Vorverdichterdruckkammer (11), die mit dem Ansaugkanal stromabwärts des Vorverdichters verbunden ist, so daß sie unter dem Vorverdichterdruck sieht, mit einer Membran (9), die eine Kammer in dem Gehäuse abteilt und die Vorverdichterdruckkammer begrenzt, mit einer Normaldruckkammer (13), die an der anderen Seite der Membran begrenzt ist, wobei die Normaldruckkninmer mit Luft bei Normaldruck ^CTefü!!t ist, und mit einer Stange (10) zum wirksamen Verbinden der Membran mit dem Regelventil für dessen Öffnen, gekennzeichnet durch einen Drucksensor (16), der den Druck in der Normaldruckkammer feststellt, eine Heizeinrichtung (17), die in der Normaldruckkammer vorgesehen ist, und einen elektrischen Kreis (18 bis 26), der die Heizeinrichtung einschaltet, wenn der Druck in der Normaldruckkammer abfällt.