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"Kolbenkompressor für gasförmige Medien, insbesondere zur
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Aufladung von Verbrenn.ungsmotoren für Kraftfahrzeuge".
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolbenkompressor nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, im engeren Sinn auf einen Kolbenkompressor, der durch von dem Triebwerk
des Verbrennungsmotors unabhängige Mittel, beispielsweise durch eine die Energie
der Abgase des Motors nutzende Turbine getrieben ist, wobei der Luftbedarf des Motors
durch die Liefermenge des Kompressors gedeckt wird.
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Eine Anderung des Luftbedarfs verlangt eine entsprechende Anderung
der Liefermenge. Wenn die Anderung der Liefermenge üblicherweise ausschließlich
durch eine Anderung der Kompressordrehzahl erfolgt, kann der jeweilige Luftbedarf
in nachteiliger Weise nur init einer zeitlichen Verzögerung gedeckt werden, bis
die rotierenden Massen von Kompressor und Turbine auf die erforderliche Drehzahl
beschleunigt oder verzögert sind.
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Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, einen Kompressor der genannten
Art zu schaffen, der mit einfachen Mitteln eine Anderung der Liefermenge ohne zeitliche
Verzögerung bei gleichbleibender Drehzahl ermöglicht. Diese Aufgabe ist durch einen
Kompressor mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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So kann die Einlaßphase im Bereich der Verschiebbarkeit des Einlass-2ndes
verlängert oder verkürzt werden. Bei gleichbleibender Drehzahl ist die als Ansaugmenge
des Arbeitsraums je Umdrehung definierte Füllung von einer maximalen bis zu. einer
minimalen Füllung einstellbar und die Liefermenge kann ohne zeitliche Verzögerung
dem 4Luftbedarf des Motors angepaßt werden.
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In der Blindraumphase findet ein Luftaustausch zwischen Arbeitsraum
und Blindraum in beiden Richtungen statt, wobei sich im Blindraum ein nur wenig
vom Druck im Saugraum abweichender Druck einstellen kann, wenn das Volumen des Blindraums
entsprechend groß gewählt wird. Ohne Vorhandensein eines Blindraums würde der Druck
im Arbeitsraum bei einer gegenüber einer vollen
Füllung stark reduzierten
minimalen Füllung auf einen u.U. sehr niedrigen Druck und, adiabatisch angenommen,
auf eine sehr niedrige Temperatur expandieren, was funktionelle Nachteile hat.
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Wenn der Kompressor speziell als Kompressorteil eines Turbinen-Konpressor-Aggregats
für die Aufladung eines Verbrennungsmotors für Kraftfahrzeuge verwendet wird, ist
der Turbinenteil zweckmäßig eine Turbine, die bei gleichbleibender Drehzahl die
unterschiedliche Leistung abgeben kann, die der von der maximalen bis zur minimalen
Füllung unterschiedlichen Leistungsaufnahme des Kompressors entspricht. Hierfür
ist beispielsweise eine nach dem Gleichdruckverfahren arbeitende Turbine mit verstellbarer
Beaufschlagung geeignet. Ein derartiges Turbinen-Kompressor-Aggregat weist gegenüber
einer bei Kraftfahrzeugen heute üblichen Kopplung zweier.Strömungsmaschinen, einer
Abgasturbine mit unveränderlichen Leit- und Laufrädern und eines Schaufelladers
mit unveränderlicher Beschaufelung zu einem sogenannten Turbolader, bei dem ohne
besondere Maßnahmen ein gewollter Ladedruck nur in einem engen Auslegungsbereich
realisierbar ist, weitere wesentliche Vorteile auf. Einmal kann der Ladedruck des
Motors über einen weiten Drehzahlbereich des Motors auf einer gewollten Höhe gehalten
werden, und außerdem ist die Erwärmung der verdichteten Luft gegenüber der bei einem
Schaufellader herabgesetzt, da in einem Kolbenkompressor die Erwärmung bekanntermaßen
unter der bei adiabatischer Verdichtung zwischen der bei adiabatischer und bei isothermer
Verdichtung liegt, während in einem Schaufellader die Erwärmung der Luft größer
als die bei adiabatischer Verdichtung ist.
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Außer dem Steuerpunkt Einlaßende können auch andere Steuerpunkte derart
verschiebbar ausgeführt werden, daß in dem jeweiligen Steuerpunkt ein energieverzehrender
Drucksprung des Druckes im Arbeitsraum auf den Druck des Saugraums, des Blindraums
oder des Laderaums vermieden wird. Vor allem ist es zweckmäßig, den steuerpunkt
Auslaßanfang in Abhängigkeit von einer Regelgröße, beispielsweise einer Druckdifferenz
zwischen Arbeitsraum und Laderaum verschiebbar zu gestalten, um so die Druckdifferenz
.nuf Nuil oder einen gewollten Kleinstwert einstellen zu können.
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Bei einem Kompressor mit mehreren Kolben-Zylinder-Einheiten kann für
mehrere Arbeitsräume ein gemeinsamer Blindraum vorgesehen werden. Wenn dabei gleichzeitig
aus einem Arbeitsraum Luft in den Blindraum und aus dem Blindraum Luft in einen
anderen Arbeitsraum geschoben wird, fallen Druckschwankungen im Blindraum kleiner
aus, als in einem Blindraum von gleicher größe, der nur mit einer Kolben-Zylinder-Einheit
zusammenarbeitet.
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Die Erfindung kann in besonders einfacher Weise mit einem Axialkolbenkompressor
verwirklicht werden, der aus einem in einem feststehenden Gehäuse drehbar gelagertenZylinderblock
besteht, in dem auf einem Teilkreis und achsparallel mehrere Zylinder mit je einem
Kolben angeordnet sind, und aus einem feststehenden, eine Stirnfläche des Zylinderblocks
dichtend berührenden Zylinderkopf, der in die Arbeitsräume mündende Zylinderöffnungen
abdeckt und eine Ein- und eine Auslaßöffnung aufweist, an denen sich die Zylinderöffnungen
vorbeibewegen, wobei Einlaßöffnung und Auslaßöffnung begrenzende Steuerkanten Einlaßanfang,
Einlaßende, Auslaß anfang und Auslaßende die Einlaßphase und die Auslaßphase nach
Art einer Schiebersteuerung festlegen. Die Bewegung der ollen kann durch eine zur
Achse des Zylinderblocks schräg stehende, in dem Gehäuse gelagerte und synchron
mit dem Zylinderblock umlaufende Kurbelscheibe bewerkstelligt werden, die durch
Pleuelstanosn mit den Kolben verbunden ist. Die Erfindung kann dadurch rea1isiert
werden, daß im Zylinderkopf eine zur Stirnfläche tff'ie, von der Steuerkante Einlaßanfang
bis zu der Steuerkante Aus; ende reichende ringförmige Umfangsnut vorgesehen wird,
in der ein die Umfangsnut dichtend ausfüllender erster Schieber und ein eben solcher
2weiter Schieber verschieblich angeordnet sind, von denen der erste Schieber durch
die Steuerkante Einlaßende und eine Steuerkante BlindraumanEang begrenzt ist, der
zweite Schieber durch eine Steuerkante Blindraumende und die Steuerkante Auslaßanfang
begrenzt ist, wobei ein Blindraum durch den zwischen den beiden Schiebern bestehenden
Raum gebildet ist.
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Wenn auf eine Verschiebung des Auslaßanfangs verzichtet und ein Drucksprung
im ArL'eitsrau m bei Auslaßanfang zugelassen werder
kann, ist nur
ein Schieber in der Weise erforderlich, daß im Zylinderkopf eine zur Stirnfläche
offene, von der Steuerkante Einlaßanfang bis zu einer Steuerkante Blindraumende
reichende ringförmige Umfangsnut vorgesehen wird, in der ein die Umfangsnut dichtend
ausfüllender, durch die Steuerkante Einlaßende und eine Steuerkante Blindraumanfang
begrenzter Schieber in Umfangsrichtung verschieblich angeordnet ist, wobei ein Blindraum
durch den zwischen dem Schieber und der Steuerkante Blindraumende bestehenden Raum
der Umfangsnut gebildet ist.
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In der weiteren Erläuterung zu der Erfindung wird auf die Zeichnung
Bezug genommen. Es zeigen: Fig. 1 einen Kompressor nach der Erfindung mit einer
Kolben-Zylinder-Einheit in einem schematischen Schnitt, Fig. 2 ein mit einem Kompressor
nach Fig. 1 erzielbares Indikatordiagramm bei einer vollen Füllung des Arbeitsraums,
Fig. 3 dito, ein Indikatordiagramm bei einer reduzierten Füllung, Fig. 4 ditov ein
Indikatordiagramm bei einer noch weiter reduzierten Füllung, Fig. 5 einen Axialkolbenkompressor
nach der Erfindung in einem Längsschnitt, Fig. 6 eine Ansicht des Kompressors nach
Fig. 5 vom Zylinderblock aus auf den Zylinderkopf, Fig. 7 die Abwicklung eines in
einem Kreis durch die Zylindermitten gelegten Längsschnittes bei einer vollen Füllung
der Arbeitsräume, Fig. 8 die Abwicklung des Längsschnittes nach Fig. 7 bei einer
reduzierten Füllung der Arbeitsräume.
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Bei dem Kompressor nach Fig. 1 bewegt ein in einem Gehäuse 13 gelagertes
Kurbeltriebwerk 1 einen in einem Zylinder 3 geführten Kolben 2 mit einem Kolbenboden
15 zwischen einem punktiert gezeichneten inneren Totpunkt 5 und einem äußeren Totpunkt
4 hin und her, wobei der Kolben in der angegebenen Richtung einen Saughub und in
der anderen Richtung einen Druckhub ausführt.
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Ein von dem Zylinder 3 gebildeter Arbeitsraum 14 ist auf der einen
Seite durch den Kolben 2, auf der anderen Seite durch einen Zylinderkopf 6 abgeschlossen,
in dem ein mit der Atmosphäre verbundener Saugraum 8, ein mit einem Verbrennungsmotor
oder einem anderen Luftverbraucher verbindbarer Laderaum 10 und ein allseitig geschlossener
Blindraum 12 angeordnet sind.
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Der Arbeitsraum 14 ist mit dem Saugraum 8 durch eine erste Ventileinrichtung
7, mit dem Laderaum 10 durch eine zweite Ventileinrichtung 9 und mit dem Blindraum
12 durch eine dritte Ventileinrichtung 11 verbindbar. Die Ventileinrichtungen 7,
9 und 11 werden durch nicht gezeichnete automatische oder zwangsläufige Mittel in
der Weise betätigt., daß sie in gewollten Steuerpunkten die Verbindung des Arbeitsraumes
14 mit den genannten drei Räumen öffnen oder schließen und so eine Einlaßphase,
eine Blindraumphase und eine Auslaßphase steuern.
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Die Funktion des Kompressors wird unter Bezugnahme auf die prinzipiellen
Indikatordiagramme nach den Figuren 2, 3 und 4 beschrieben, die Strömungsverluste
und Undichtheiten nicht berücksichtigen. In den Indikatordiagrammen sind der Hub
des Kolbens mit einem äußeren Totpunkt 34 und einem inneren Totpunkt 35 auf einer
Abszisse 30 und der Druck im Arbeitsraum mit einem Saugdruck 22 im Saugraum und
einem Ladedruck 23 im Laderaum auf einer Ordinate 20 dargestellt. Der sogenannte
schädliche Raum ist in bekannter Weise durch einen ideellen Hub vom inneren Totpunkt
35 bis zum Ursprung 40 des durch die Abszisse 30 und die Ordinate 20 gebildeten
Koordinatenkreuzes erfaßt.
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Bei einer vollen Füllung nach Fig. 2 sind nur die erste Ventileinrichtung
7 und die zweite Ventileinrichtung 9 nach Fig. 1
in Tätigkeit,
die dritte Ventileinrichtung 11 ist ausgeschaltet.
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Die Einlaßphase läuft von Einlaßanfang 41, wobei Einlaßanfang für
Steuerpunkt Einlaßanfang steht, bis Einlaßende 42, die Kompressionsphase von Einlaßende
42 bis Auslaßanfang 45, die Auslaßphase von Auslaßanfang 45 bis Auslaßende 46, die
Expansionsphase von Auslaßende 46 bis Einlaßanfang 41. Bei Einlaßanfang 41 ist die
Luft des schädlichen Raums auf den Saugdruck 22 expandiert, bei Auslaßanfang 45
auf den Ladedruck 23 komprimiert.
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Das Einlaßende 42 fällt mit dem äußeren Totpunkt 34 zusammen, das
Auslaßende 46 mit dem inneren Totpunkt 35.
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Bei einer reduzierten Füllung nach Fig. 3 oder Fig. 4 ist die dritte
Ventileinrichtung 11 nach Fig. 1 zusätzlich in Funktion getreten. Ein unveränderter
Ladedruck 23 sei gefordert, so daß die Steuerpunkte Auslaßende 46 und Einlaßanfang
41 unverändert hleiben.
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Bei dem Indikatordiagramm nach Fig. 3 folgen einer Einlaßphase von
Einlaßanfang 41 bis zu einem Einlaßende 42' eine Blindraumphase von einem Blindraumanfang
43 über den äußeren Totpunkt 34 hinweg bis zu einem Blindraumende 44, eine Kompressionsphase
von Blindraumende 44 bis Auslaßanfang 45', eine Auslaßphase von Auslaßanfang 45'
bis Auslaßende 46 und die unveränderte Expansionsphase. Das Blindraumende 44 möge
bei einem Hub 36 eingestellt sein, der vom inneren Totpunkt 35 aus kleiner ist als
der Hub 37 bei Einlaßende 42'. Dann ist zwangsläufig der Druck im Arbeitsraum bei
Blindraumende 44 höher als der Saugdruck 22 wegen der Bedingung, daß die in der
Einlaßphase angesaugten und die in der Auslaßphase geförderten Luftmengen einander
gleich sein müssen und das Auslaßende 44, das identisch mit einem Kompressionsanfang
nach Abschluß des Blindraums ist, auf einer durch das Einlaßende 42' gehenden Kompressionslinie
liegen muß. Der Blindraumanfang 43 ist kurz hinter Einlaßende 42' eingestellt, so
daß eine Übergangsphase 51 besteht, in der die Luft im Arbeitsratim von Einlaßende
42' bis Blindraumanfang 43 expandiert.
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Anschließend springt der Druck auf einen Druck des Blindraums, der
von Blindraumanfang 43 bis Blindraumende 44 entlang einer nncnomenen gestrichelten
Linie 50 verlaufen menge.
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Bei dem Indikatordiagramm nach Fig. 4 ist die Einlaßphase von Einlaßanfang
41 bis Einlaßende 42'' gegenüber der nach Fig. 3 weiter verkürzt, und die Auslaßphase
von Auslaßanfang 45'' bis Auslaßende 46 ist entsprechend angepaßt. Das Blindraumende
44' möge bei einem Hub 36' eingestellt sein, der vom inneren Totpunkt 35 aus größer
ist als der Hub 37' bei Einlaßende 42".
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Dann ist zwangsläufig wegen den oben genannten Bedingungen der Druck
im Arbeitsraum bei Blindraumende 44' kleiner als der Saugdruck 22. Von Einlaßende
42'' bis Blindraumanfang 43' besteht wiederum eine Übergangsphase. Von Blindraumanfang
43' bis Blindraumende 44' möge der Druck entlang einer angenommenen gestrichelten
Linie 50' verlaufen. Eine punktierte, von Einlaßende 42'' ausgehende Expansionslinie
52 verdeutlicht, wie weit der Druck ohne Vorhandensein eines Blindraums abfallen
würde.
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Bei dem Axialkolbenkompressor nach Fig. 5 mit fünf Kolben-Zylinder-Einheiten
sind außer den Kolben gleiche Teile mit denselben Hinweiszeichen versehen. Die Kolben
61, 62, 63, 64 und 65 mit Kolbenböden 66 sin Xkreisförmig und achsparallel sn einem
Zylinderblock 60 angeordneten Zylindern 71 geführt und bilden mit diesen Arbeitsräume
67. Der Zylinderblock 60 ist von einem feststehenden Gehäuse 70 umgeben, berührt
auf der Seite der Arbeitsräume 67 einen mit dem Gehäuse 70 fest verbundenen Zylinderkopf
68 und ist mittels zweier Gleitlager 80 und 81 auf einem in dem ZylInderkopf 68
gehaltenen Bolzen 69 drehbar gelagert und axial festgelegt. Eine zum Zylinderblock
60 schräg stehende Kurbelscheibe 83 ist mit einer aus dem Gehäuse 70 herausgeführten
Antriebswelle 73 versehen, die mittels zweier Gleitlager 85 und 86 im Gehäuse 70
drehbar gelagert und achsial festgelegt ist.
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Die Achsen des Zylinderblocks 60 und der Kurbelscheibe 83 schneiden
sich in einem Schnittpunkt 89 und bilden einen stumpfen Winkel. Am äußeren Rand
der Kurbelscheibe 83 sind fünf Kugelpfannen 84 auf einem Teilkreis in gleichem Abstand
angeordnet, deren Mittelpunkte in einer Ebene 124 durch den Schnittpunkt 89 und
senkrecht zur Achse der Kurbelscheibe 83 liegen. Kurbelseitig mit einem Kugelkopf
74 und kolbenseitig mit einem Kugelkopf 88 versehene Pleuelstangen 87 verbinden
die Kurbelscheibe 83 mit
den Kolben 61 bis 65 und sind in den Kugelpfannen
84 und in von den Kolben gebildeten Kugelpfannen 90 schwenkbar gelagert.
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Die durch eine strichpunktiert angedeutete Kraftmaschine 100, beispielsweise
eine Turbine mit oder ohne Zwischenschaltung eines Getriebes getriebene Antriebswelle
73 setzt mittels eines mit ihr verbundenen Kegelrades 92 und eines mit dem Zylinderblock
60 verbundenen Kegelrades 93 den Zylinderblock 60 synchron in Drehung. Das Kegelradpaar
92/93 ist durch ein Gleichganggelenk ersetzbar.
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Jeder Mittelpunkt der Kugelpfannen W4 macht während einer Umdrehung
der Kurbelscheibe 83 eine sinusförmige Hubbewegung von einer senkrecht zur Achse
des Zylinderblocks 60 durch den Schnittpunkt 89 gelegten Ebene 78 aus in Richtung
auf den Zylinderkopf 68. Die Kurbelköpfe 74 übertragen diese Bewegung auf eine sinusförmige
Hubbewegung der Kolben 61 bis 65 relativ zu den mit dem Zylinderkopf 60 umlaufenden
Zylindern 71, wobei durch eine geringe Schrägstellung der Pleuelstangen 87 gegenüber
der Achse der Zylinder 71 eine unbedeutende Verzerrung einer exakten Sinusbewegung
erfolgt.
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Auf der der Antriebswelle 73 zugewandten Seite der Kurbel scheibe
83 sind an außerhalb der Kurbelscheibe 83 verlaufenden gekrümmten, mit den Pleuelstangen
87 verbundenen Armen 94 Gegengewichte 91 fliegend angeordnet, die zum vollständigen
oder teilweisen Ausgleich der von den Kolben 61 bis 65 auf die Zylinder 71 ausgeübten
Fliehkräfte dienen.
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Der Zylinderblock 60 und der Zylinderkopf 68 berühren sich dichtend
in einer Stirnfläche 101, die am Zylinderblock 60 durch eine die Arbeitsräume 67
begrenzende Stirnwand 72 und am Zylinderkopf 68 durch eine zwischen diesem und dem
Gehäuse 70 eingespannte Stirnscheibe 79 gebildet ist. Die Stirnwand 72 weist in
symmetrischer Anordnung in die Zylinder 71 mündende Zylinderöffnungen 95 auf, die
Stirnscheibe 79, wie insbesondere Fig. 6 zeit, einen kreisringförmigen Durchbruch
98, der von einer
Steuerkante Auslaßende 105 bis zu einer Steuerkante
Einlaßanfang 102 reicht. Der Zylinderkopf 68 ist mit einer zur Stirnfläche 101 offenen,
von der Steuerkante Auslaßende 105 bis zu der Steuerkante Einlaßanfang 102 des Durchbruchs
98 reichenden Umfangsnut 99 versehen. Der Boden 120 der Umfangsnut 99 ist im Bereich
der Steuerkante Einlaßanfang 102 durch eine Öffnung 75, die mit einem Saugraum verbunden
sei, unterbrochen, im Bereich der SteuerkanteAuslaßende 105 durch eine öffnung 76,
die mit einem Laderaum verbunden sei. Ein die Umfangsnut 99 und den Durchbruch 98
der Stirnscheibe 79 dichtend ausfüllender, entlang der Umfangsnut 99 verschieblicher
erster Schieber 108 erstreckt sich in der Ebene der Stirnfläche 101 von einer Steuerkante
Einlaßende 103 bis zu einer Steuerkante Blindraumanfang 106, ein ebensolcher zweiter
Schieber 109 von einer Steuerkante Blindraumende 107 bis zu einer Steuerkante Auslaßanfang
104. In dem Durchbruch 98 ist von der Steuerkante Einlaßanfang 102 bis zu der Steuerkante
Einlaßende 103 eine Einlaßöffnung 96 gebildet, von der Steuerkante Auslaßanfang
104 bis zu der Steuerkante Auslaßende 105 eine Auslaßöffnung 97. Zwischen den beiden
Schiebern 108 und 109 ist in der Umfangsnut 99 ein von Blindraumanfang 106 bis Blindraumende
107 reichender Blindraum 110 gebildet, dessen veränderliches Volumen durch die jeweilige
Stellung der Schieber 108 und 109 bestimmt ist.
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Der erste Schieber 108 weist auf seiner der Stirnscheibe 79 gegenüberliegenden
Stirnseite 111 eine kreisförmige Verzahnung 112 auf, die mit einem kegeligen Ritzel
113 im Eingriff ist. Das Ritzel 113 sitzt auf einer im Zylinderkopf 68 gelagerten
Steuerwelle 114, durch deren Betätigung mit nicht dargestellten Mitteln der erste
Schieber 108 in eine jeweils gewollte Stellung verschoben werden kann. Ebenso kann
der zweite Schieber 109 mittels eines zweiten Ritzels 115 verschoben werden.
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Die für etwas mehr als einen vollen Kreis dargestellten Abwicklunten
nach Fig. 7 und 8 erfassen die Kolben 61, 62, 63, 64 und 65 in ihren Zylindern 71
und wiederholen die Kolben 61 und 62, wobei die Mittelpunkte 116 der Kugelköpfe
88 der Kolben auf einer gedachten, durch die Kurbelscheibe 83 in beschriebener Weise
erzeugten Sinuslinie 117 liegen.
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Der Kolben 61 steht in der gezeichneten Stellung im inneren Totpunkt
118, der Kolben 62 in einer mittleren Stellung, der Kolben 63 kurz vor, der Kolben
64 kurz nach dem äußeren Totpunkt 119 und der Kolben 65 in einer mittleren Stellung.
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Im Betrieb möge sich der Zylinderblock60 von links nach rechts bewegen,
während der Zylinderkopf 68 und die Sinuslinie 117 im Raum feststehend zu betrachten
sind. Der Kolben 61 nimmt zusammen mit seinem Zylinder 71 nach je einer fünftel
Umdrehung die gezeichneten Stellungen der Kolben 62, 63, 64 und 65 ein; nach einer
halben Umdrehung steht er im äußeren Totpunkt 119. Vom inneren Totpunkt 118 bis
zum äußeren Totpunkt 119 macht der Kolben 61 den Saughub,unter Vergrößerung des
Arbeitsraumes 67, vom äußeren Totpunkt 119 bis zum inneren Totpunkt 118' den Druckhub
unter Verkleinerung des Arbeitsraumes 67 bis auf den schädlichen Raum. Die sich
gleichzeitig an der Stirnfläche 101 des Zylinderkopfes 68 entlang bewegende Zylinderöffnung
95 stellt nacheinander mit ihrer rechten Kante 122 durch übersteuern der entsprechenden
Steuerkanten Einlaßanfang 102, Blindraumanfang 106 und Auslaßanfang 104 des Zylinderkopfes
68 eine Verbindung des Arbeitsraums 67 mit der Einlaßöffnung 96, dem Blindraum 110
und der Auslaßöffnung 97 her und schließt diese Verbindungen mit ihrer linken Kante
121 durch übersteuern der Steuerkanten Einlaßende 103, Blindraumende 107 und Auslaßende
105. Hierdurch sind eine Einlaßphase, eine Blindraumphase und eine Auslaßphase festgelegt.
Durch eine volle Abdeckung der Zylinderöffnung 95 in den Bereichen der Stirnscheibe
79 von Auslaßende 105 bis Einlaßanfang 102, von Einlaßende 103 bis Blindraumanfang
106 und von Blindraumende 107 bis Auslaßanfang 104 sind eine Expansionsphase, eine
Ubergangsphase und eine Kompressionsphase festgelegt.
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Bei einer vollen Füllung der Arbeitsräume 67 nach Fig. 7 stehen die
beiden Schieber 108 und 109 in einer zusammengeschobenen, derart gewählten Grenzstellung,
daß die linke Kante 121 der Zylinderöffnung 95 das vom ersten Schieber 108 festgelegte
Einlaßende 103 kurz vor dem äußeren Totpunkt 119 in einer den Einlaßhub vernachlässigbar
verkürzenden Weise übersteuert und daß ein kurzer, kleinvolumiger Blindraum 110
ohne nennenswerten Einfluß
auf den Druckverlauf in den Arbeitsräumen
67 ist und dadurch die Kompressionsphase praktisch von der Steuerkante Einlaßende
103 des ersten Schiebers 108 bis zu der Steuerkante Auslaßanfang 104 des zweiten
Schiebers 109 gerechnet werden darf. Außerdem sei die Steuerkante Auslaßanfang 104
so gelegt, daß am Ende der Kompressionsphase ein gewollter Druck im Laderaum erreicht
ist, und der Einlaßbeginn so, daß am Ende der Expansionsphase der Druck des Saugraums
erreicht ist. Unter diesen Voraussetzungen ist mit einer Stellung der Schieber 108
und 109 nach Fig. 7 eine volle Füllung mit einem Indikatordiagramm realisierbar,
das dem Indikatordiagramm nach Fig. 2 entsprechen kann.
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Bei den auseinander geschobenen Stellungen der Schieber 108 und 109
nach Fig. 8 ist ein langer großvolumiger Blindraum 110' entstanden und hat die veränderte
Stellung der Steuerkanten Einlaßende 103, Blindraumanfang 106, Blindraumende 107
und AuslaQanfang 104 zur Folge, daß die Füllung der Arbeitsräume 67 stark reduziert
ist. Dadurch ist ein Indikatordiagramm realisierbar, das dem Indikatordiagramm nach
Fig. 4 entsprechen kann.
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Ein Vergleich der erreichbaren Indikatordiagramme nach Fig. 2 und
Fig. 4 verdeutlicht den mit einem Kompressor nach Fig. 5 möglichen großen Änderungsbereich
der Füllung, der für die Belange eines Verbrennungsmotors für Kraftfahrzeuge voll
ausreicht, um den Ladedruck in einem weiten Betriebsbereich des Motors bei yleichbleibender
Drehzahl des Kompressors auf gleicher Höhe zu halten. Regelmittel bekannter Art
können hierbei mit Hilfe des Ritzels 113 den ersten Schieber 108 in die Stellung
bringen, bei der die Liefermenge des Kompressors dem jeweiligen Luftbedarf, d.h.
dem geforderten Ladedruck angepaßt ist, und mit Hilfe des Ritzels 115 den zweiten
Schieber 109 in die Stellung, bei der keine Druckdifferenz zwischen den Drücken
im Arbeitsraum 67 und im Laderaum in dem Moment besteht, wenn die Steuerkante Auslaßanfang
104 von der Zylinderöffnung 95 übersteuert wird.
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Der an sich im Verhältnis zum Hubvolumen eines Zylinders 61 großvolumige
Blindraum 110' nach Fig. 8 kann durch eine Verbindung des Blindraums 110' mit einem
gestrichelt angedeuteten Zusatzraum 123 vergrößert werden, wenn dies zweckdienlich
ist. Die Tiefe der Umfangsnut 99 kann verringert werden und fehlendes Blindraumvolumen
durch einen Zusatzraum ersetzt werden, um dadurch beispielsweise die Baulänge des
Kompressors verringern zu können. Es ist auch möglich, ohne Verwendung eines Zusatzraums
die Tiefe und auch die Breite der Umfangsnut klein zu wählen, d.h. einen nur kleinvolumigen
Blindraum vorzusehen, wenn ein Absinken des Druckes im Arbeitsraum in die Nähe der
Expansionslinie 52 nach Fig. 4 bei reduzierter Füllung in Kauf genommen werden kann
oder aus irgendeinem Grund ein kleines Volumen des Blindraums wünschenswert ist.
Durch derartige Maßnahmen wird der Rahmen der Erfindung nicht verlassen.
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