DE3544247A1 - Applied-ignition internal combustion engine with exhaust turbocharging - Google Patents
Applied-ignition internal combustion engine with exhaust turbochargingInfo
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Abstract
Description
IngolStadt, den 15. Januar 1985
IP 2032 A Za/Fr If IngolStadt, January 15, 1985
IP 2032 A Za / Fr If
Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit AbgasturboaufladungExternal ignition internal combustion engine with exhaust gas turbocharging
Die Erfindung betrifft eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung gemäß dem Oberbegriff des PatentanspruchesThe invention relates to a spark-ignited internal combustion engine with exhaust gas turbocharging according to the preamble of the patent claim
Eine gattungsgemäße Brennkraftmaschine ist in der DE-OS 26 47 836 beschrieben. Dabei ist ein Dreiwegeventil vorgesehen, welches abhängig von einem Brennstoffregler bei geringer Last der Brennkraftmaschine eine Teilmenge der Ladeluft über eine Umluftleitung vor die Turbine des Abgasturboladers leitet. Dadurch soll insbesondere bei Leerlaufbetrieb die Drehzahl des Abgasturboladers hoch gehalten werden, damit beim Beschleunigen möglichst schnell ein adäquater Ladedruck aufgebaut wird.A generic internal combustion engine is in DE-OS 26 47 836 described. A three-way valve is provided, which depends from a fuel regulator at a low load of the internal combustion engine, a partial amount of the charge air via a circulating air line the turbine of the exhaust gas turbocharger conducts. As a result, the speed of the exhaust gas turbocharger is to be kept high, especially during idling operation so that an adequate boost pressure is built up as quickly as possible when accelerating.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Ansprechverhalten der gattungsgemäßen Brennkraftmaschine inSbesonders aus dem Leerlaufbetrieb heraus mit einfachen Mitteln weiterzuverbessern.The object of the invention is to improve the response behavior of the generic Internal combustion engine especially out of idle mode to be further improved with simple means.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäße Erhöhung des Brennstoffanteiles im Brennstoff-Luftgemisch der Brennkraftmaschine wird ein noch brennbare Bestandteile enthaltendes Abgas bereitgestellt, welches bei intensiver Vermischung mit der sauerstoffhaltigen Luft aus der Umluftleitung einen Nachbrenneffekt erzielt, wodurch die Drehzahl des Abgasturboladers und damit verbunden der Ladedruck angehoben werden. Die Anhebung des Brennstoffanteiles ist insbesondere bei Brennkraftmaschinen leicht verwirklichbar, bei denen bereits abhängig vom Ladedruck eine Beeinflussung der Brennstoffzumessung erfolgt. Hier kann in Abstimmung mit der Öffnungscharakteristik des Ventil es in der Umluftleitung durch Modifizierung des Brennstoffzu-According to the invention, this object is achieved with the characterizing features of claim 1 solved. The inventive increase in the proportion of fuel in the fuel-air mixture of the internal combustion engine an exhaust gas that still contains combustible components is provided, which when mixed intensively with the oxygen-containing Air from the circulating air line achieves an afterburning effect, which increases the speed of the exhaust gas turbocharger and the associated boost pressure will. The increase in the proportion of fuel is particular easily feasible in internal combustion engines where already dependent the fuel metering is influenced by the boost pressure. Here, in coordination with the opening characteristics of the Valve it in the recirculation line by modifying the fuel supply
meßsystems eine zusätzliche Anhebung des Brennstoffanteiles abhängig von einem unteren Ladedruck und der Drehzahl der Brennkraftmaschine oder einer zeitlichen Ableitung davon (Beschleunigung) erfolgen. Die Einleitung der Umluft soll dabei möglichst nahe an den Brennräumen bzw. an den an die Brennräume anschließenden Abgassystem durchgeführt werden, um ein zuverlässiges Nachbrennen zu gewährleisten. Vorzugsweise kann entsprechend Patentanspruch 9 die Umluftleitung an unmittelbar an die Zylinderausgänge anschließende Einzelleitungen des Abgassystems angeschlossen sein.measuring system dependent on an additional increase in the fuel content from a lower boost pressure and the speed of the internal combustion engine or a time derivative thereof (acceleration). the The introduction of the circulating air should be carried out as close as possible to the combustion chambers or to the exhaust system adjoining the combustion chambers to ensure reliable afterburning. Preferably, according to claim 9, the air circulation line can be connected directly to the individual pipes of the exhaust system connecting the cylinder outlets be connected.
Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 17 angeführt. Die Auslegung und Öffnungscharakteristik des Ventiles in der Umluftleitung kann bei einem Wettbewerbsfahrzeug so sein, daß immer unterhalb eines vorbestimmten Ladedruckes und/oder unterhalb einer bestimmten Drehzahl schwel Ie das Ventil geöffnet ist, so daß stets ein ausreichender Ladedruck zur Verfugung steht. Dabei ist jedoch mit einem relativ hohen, spezifischen Brennstoffverbrauch zu rechnen. Bei Serienfahrzeugen wird bevorzugt vorgeschlagen, daß eine Öffnung der Umluftleitung nur kurzzeitig bei Beschleunigungsphasen der Brennkraftmaschine aus dem Leerlauf heraus erfolgt, um kurzfristig den Ladedruck zu erhöhen. Hier kann ebenfalls eine von der Drehzahl bzw. deren zeitlicher Ableitung und vom Ladedruck abhängige Steuerung Anwendung finden.Further useful and advantageous features of the invention are in claims 2 to 17 cited. The design and opening characteristics of the valve in the air recirculation line can be used in a competition vehicle be so that always below a predetermined boost pressure and / or below a certain speed Ie smolder Valve is open so that there is always sufficient boost pressure available. However, it is with a relatively high, specific Expect fuel consumption. In the case of series-production vehicles, it is preferably proposed that the air circulation line be opened only for a short time Acceleration phases of the internal combustion engine from idle take place in order to briefly increase the boost pressure. Here can also one of the speed or its time derivative and of the boost pressure dependent control apply.
Der Öffnungsquerschnitt des Ventiles in der Umluftleitung kann gegebenennfalls veränderlich gesteuert oder geregelt sein, um Beschleunigungsstöße oder andere schädliche Einwirkungen auf die Brennkraftmaschine auszuschließen. Das Ventil kann mittels eines pneumatischen Stellmotores betätigt sein, der vom Druck stromauf und stromab der Drosselklappe der Ladeluftleitung beaufschlagt ist. Das Ventil wird demgemäß von der Druckdifferenz vor und hinter der Drosselklappe beeinflußt, wobei gegebenenfalls durch Vorsehen einer Drossel in der stromab der Drosselklappe abzweigenden Steuerleitung das Zeitintervall zwischen dem jeweiligen Druckausgleich im pneumatischen Stellmotor bei einem schnellen öffnen der Drosselklappe in die Vollaststellung vorgebbar ist. Alternativ kann das VentilThe opening cross-section of the valve in the air circulation line can, if necessary variably controlled or regulated to accelerate bursts or to exclude other harmful effects on the internal combustion engine. The valve can be operated by means of a pneumatic servomotor be, which is acted upon by the pressure upstream and downstream of the throttle valve of the charge air line. The valve is accordingly affected by the pressure difference influenced in front of and behind the throttle valve, possibly by providing a throttle in the branching off downstream of the throttle valve Control line is the time interval between the respective pressure equalization in the pneumatic servomotor when the throttle valve is opened quickly can be specified in the full load position. Alternatively, the valve
jedoch auch elektromagnetisch gesteuert bzw. gestaltet sein angesteuert über eine die relevanten Parameter verknüpfende Steuer- oder Regelelektronik. however, it can also be controlled or designed to be controlled electromagnetically via control electronics that link the relevant parameters.
Besonders vorteilhaft kann mit dem Anheben des Brennstoffanteiles der Zündzeitpunkt bei der Zündeinrichtung der Brennkraftmaschine nach spät verstellt sein. Dadurch wird die Abgastemperatur erhöht und somit ebenfalls ein sicheres Nachzünden bzw. Nachverbrennen gewährleistet.Increasing the fuel content can be particularly advantageous the ignition point in the ignition device of the internal combustion engine can be delayed. This increases the exhaust gas temperature and thus also a reliable reignition or afterburning is guaranteed.
Gegebenenfalls kann entsprechend Patentanspruch 11 eine elektronische Steuereinheit vorgesehen sein, welche unter Verknüpfung der relevanten Betriebsparameter der Brennkraftmaschine die Brenn stoffzumessung und die Spätverstellung des Zündzeitpunktes steuert. Dabei können insbesondere die Drehzahl der Brennkraftmaschine sowie deren zeitliche Ableitungen, der Ladedruck, der Abgasdruck stromauf der Abgasturbine, der Lastzustand und gegebenenfalls die Temperatur der Brennkraftmaschine oder des Abgasturboladers verarbeitet werden. Dabei kann gegebenenfalls auch das Ventil in der Umluftleitung elektromagnetisch über die elektronische Steuereinheit betätigt sein.Optionally, according to claim 11, an electronic Control unit can be provided which, by linking the relevant operating parameters of the internal combustion engine, the fuel metering and controls the retardation of the ignition timing. In particular the speed of the internal combustion engine and its derivatives over time, the boost pressure, the exhaust pressure upstream of the exhaust gas turbine, the load condition and possibly the temperature of the internal combustion engine or the exhaust gas turbocharger are processed. The valve can also be used be actuated electromagnetically via the electronic control unit in the air circulation line.
Durch die automatische Anhebung der Füllung der Brennkraftmaschine im Schubbetrieb entsprechend Anspruch 13 ist ein erhöhter Durchsatz an Verbrennungsluft und Brennstoff durch die Brennkraftmaschine sichergestellt, wodurch der Ladedruck auf einem hohen Niveau gehalten wird. Die Füllungsanhebung kann beispielsweise durch vom Ladedruck abhängiges Anstellen der Drosselklappe erfolgen; sie darf jedoch nur so hoch sein, daß ein Rücklaufen der Brennkraftmaschine in den Leerlauf und gegebenenfalls eine wenn auch verringerte Bremsleistung der Brennkraftmaschine gewahrt bleiben.By automatically increasing the filling of the internal combustion engine in overrun mode according to claim 13 there is an increased throughput of combustion air and fuel through the internal combustion engine ensured, whereby the boost pressure is kept at a high level. The charge can be increased, for example, by the boost pressure dependent adjustment of the throttle valve take place; however, it may only be so high that the internal combustion engine will return to idle and possibly an albeit reduced braking performance of the Internal combustion engine are preserved.
Bevorzugt \i/ird die Füllung der Brennkraftmaschine abhängig vom Druck stromab der Drosselklappe und/oder von der Drehzahl der Brennkraftmaschine modifiziert. Die Füllungsanhebung kann somit variabel sein, d. h., daß bei hohen Drehzahlen mehr Verbrennungsluft und Brennstoff als bei niedrigen Drehzahlen zugeführt wird.The filling of the internal combustion engine is preferably dependent on the pressure downstream of the throttle valve and / or from the speed of the internal combustion engine modified. The filling elevation can thus be variable, i. This means that at high speeds there is more combustion air and fuel than is supplied at low speeds.
Eine genaue, von der Drosselklappe unabhängige Steuerung der Füllung im Schubbetrieb kann entsprechend den Merkmalen des Patentanspruches 16 bewirkt werden. Gegebenenfalls kam über diese Leitung und das diese Leitung steuernde Ventil auch eine Leerlauf-Füllungsregelung durchgeführt werden.Precise control of the filling, independent of the throttle valve in overrun operation can according to the features of claim 16 can be effected. If necessary, came over this line and that this line controlling valve can also be used to carry out an idle filling control.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit Abgasturbolaufladung.An embodiment of the invention is set out below with others Details explained in more detail. The schematic drawing shows an internal combustion engine according to the invention with exhaust gas turbocharging.
Eine fremdgezündete Hubkolben-Brennkraftmaschine 2 mit Zylindern I bis V ist abgasseitig über ein Abgasleitungssystem 4 und einlaßseitig über eine Ladeluftleitung 6 mit einem Abgasturbolader 8 verbunden. Das Abgasleitungssystem 4 setzt sich aus jeweils an die Brennkraftmaschine angeflanschten Einzelleitungen 10 zusammen, welche in eine gemeinsame Samrnelleitung 12 einmünden. Die Sammelleitung 12 ist über eine weitere Abgasleitung 14 mit dem Gehäuse 16 der Abgasturbine des Abgasturboladers 8 verbunden. Von der Abgasleitung 14 zweigt eine Bypassleitung 18 ab, welche stromab des Gehäuses 16 in eine das Abgas abführende Abgasleitung 2Λ einmündet. Die Bypassleitung 18 wird von einem Bypassventil 20 gesteuert, welches Bypassventil 20 abhängig vom Ladedruck stromauf einer in der Ladeluftleitung 6 angeordneten, willkürlich steuerbaren Drosselklappe 22 gesteuert ist.An externally ignited reciprocating internal combustion engine 2 with cylinders I to V is connected to an exhaust gas turbocharger 8 on the exhaust side via an exhaust line system 4 and on the inlet side via a charge air line 6. The exhaust line system 4 is composed of individual lines 10 which are flanged to the internal combustion engine and which open into a common collecting line 12. The collecting line 12 is connected to the housing 16 of the exhaust gas turbine of the exhaust gas turbocharger 8 via a further exhaust gas line 14. A bypass line 18 branches off from the exhaust gas line 14 and opens downstream of the housing 16 into an exhaust gas line 2Λ discharging the exhaust gas. The bypass line 18 is controlled by a bypass valve 20, which bypass valve 20 is controlled as a function of the charge pressure upstream of an arbitrarily controllable throttle valve 22 arranged in the charge air line 6.
Die Abgasturbine des Abgasturboladers 8 treibt einen Verdichter an, an dessen Gehäuse 24 einströmseitig eine Verbrennungsluftleitung 26 angeschlossen ist, in welcher ein Luftmassenmesser 28 als Teil einer Brennstoffzumeßeinrichtung 30 und ein Luftfilter 32 angeordnet sind.The exhaust gas turbine of the exhaust gas turbocharger 8 drives a compressor, a combustion air line 26 is connected to its housing 24 on the inflow side is, in which an air mass meter 28 as part of a fuel metering device 30 and an air filter 32 are arranged.
In der Ladeluftleitung 6 sind ausgehend vom Verdichtergehäuse 24 ein Ladeluftkühler 34 und die willkürlich steuerbare Drosselklappe 22 angeordnet. Die Ladeluftleitung 6 mündet in ein Saugrohr 36 mit entsprechend zu den Einlassen der Brennkraftmaschine angeordneten Einzelleitungen 38. In die Einzelleitungen 38 ragen Einspritzventile 40, welche von der Brennstoff-Zumeßeinrichtung 30 angesteuert sind. Im übrigen und soweit nicht beschrieben ist die Brennstoff-Zumeßeinrichtung 30 bekannter Bauart.In the charge air line 6, starting from the compressor housing 24, there are a charge air cooler 34 and the arbitrarily controllable throttle valve 22 arranged. The charge air line 6 opens into an intake manifold 36 with individual lines arranged corresponding to the inlets of the internal combustion engine 38. Injection valves 40, which are actuated by the fuel metering device 30, protrude into the individual lines 38. in the Otherwise, and if not described, the fuel metering device 30 is of known design.
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In die Brennräume der Zylinder I bis V ragen Zündkerzen 42, die mit einem Zündsteuergerät 44 verbunden sind.In the combustion chambers of cylinders I to V, spark plugs 42 project with an ignition controller 44 are connected.
Von der Ladeluftleitung 6 zweigt stromab des Verdichters eine Umluftleitung 46 ab, in welcher ein Ventil 48 mit einem pneumatischen Stellmotor 50 angeordnet ist. Die Umluftleitung 46 mündet in eine jede Einzelleitung 10 des Abgassystemes 4, wobei an die Mündungen jeweils innerhalb der Einzelleitungen 10 Rohrabschnitte 52 angeschlossen sind, welche in Richtung der Zylinder I bis V bis nahe an deren Brennräume reichen. Das Venil 48 steuert den Durchströmquerschnitt durch die Umluftleitung 46, wobei der bewegliche Ventilteil 54 mit der Stellmembrane 56 des Stell motores 50 verbunden ist. Eine an der einen Seite der Stellmembrane 56 angreifende Feder 58 spannt das bewegliche Ventilteil 54 in seine Schließrichtung vor.A circulating air line branches off from the charge air line 6 downstream of the compressor 46, in which a valve 48 with a pneumatic servomotor 50 is arranged. The circulating air line 46 opens into each individual line 10 of the exhaust system 4, with the mouths within of the individual lines 10 pipe sections 52 are connected, which in Direction of the cylinders I to V extend to close to their combustion chambers. The valve 48 controls the flow cross-section through the circulating air line 46, wherein the movable valve part 54 with the actuating diaphragm 56 of the servo motor 50 is connected. One acting on one side of the actuating diaphragm 56 Spring 58 biases the movable valve part 54 in its closing direction.
Die beiden durch die Stellmembrane 56 voneinander getrennten Kammern 60, 62 des Stellmotores 50 sind über je eine Steuerleitung 64, 66 mit der Ladedruckleitung 6 stromauf bzw. stromab der Drosselklappe 22 verbunden. In der Steuerdruckleitung 64 ist eine Drossel 68 vorgesehen, welche erst nach einem bestimmten Zeitintervall einen Druckausgleich zwischen den beiden Kammern 60, 62 bei einer öffnung der Drosselklappe 22 in die Vollaststellung zuläßt.The two chambers 60 separated from one another by the adjusting diaphragm 56, 62 of the servomotor 50 are each connected to the boost pressure line via a control line 64, 66 6 connected upstream or downstream of the throttle valve 22. In the control pressure line 64 a throttle 68 is provided, which only after a certain time interval a pressure equalization between the two chambers 60, 62 when the throttle valve 22 is opened to the full load position allows.
Ferner ist eine elektronische Steuereinheit 70 vorgesehen, in welcher über einen Sensor 72 der Ladedruck stromauf der Drosselklappe 22, über einen Sensor 74 der Ladedruck stromab der Drosselklappe 22, über einen Sensor 76 die Drosselklappenstellung, über einen weiteren Sensor 78 die Drehzahl der Brennkraftmaschine, über einen Sensor 80 der Abgasgegendruck in der Sammelleitung 12 sowie über die Temperatursensoren 82, 84 die Temperatur der Brennkraftmaschine 2 und des Abgasturboladers 8 eingegeben werden. Die Steuereinheit 70 errechnet aus den eingegebenen Werten das Maß der Brennstoffanhebung und steuert entsprechend über eine Leitung 86 die Brennstoff-Zumeßeinrichtung 30 an. Zugleich mit dem Anheben der Brennstoff-Zumessung wird über eine weitere Leitung 88 das Zündsteuergerät 44 angesteuert und dadurch der Zündzeitpunkt in Richtung spät verschoben.Furthermore, an electronic control unit 70 is provided in which The boost pressure upstream of the throttle valve 22 via a sensor 72, via a sensor 74 the boost pressure downstream of the throttle valve 22, via a sensor 76 the throttle valve position, via a further sensor 78 the speed of the internal combustion engine, the exhaust gas back pressure in the manifold 12 via a sensor 80 and the temperature sensors 82, 84 the temperature of the internal combustion engine 2 and of the exhaust gas turbocharger 8 can be entered. The control unit 70 calculates from the input Values the amount of fuel increase and controls the fuel metering device 30 accordingly via a line 86. Simultaneously with the lifting the fuel metering, the ignition control device 44 is controlled via a further line 88 and thereby the ignition point in the direction postponed late.
Bei im Leerlaufbetrieb sibeitender Brennkraftmaschine 2 ist die Drosselklappe 22 nahezu vollständig geschlossen, so daß eine starke Druckdifferenz zwischen stromauf und stromab der Drosselklappe vorliegt. Diese Druck«* differenz bewirkt in dem pneumatischen Stellmotor eine Verstellung des beweglichen Ventilteiles 54 in Öffnungsrichtung, so daß ein Anteil der von dem Verdichter geförderten Ladeluft über die Umluftleitung 46 in die Abgas-Einzelleitungen 10 eingeblasen wird, die Frischluft strömt dabei durch die Leitungsabschnitte 52 entgegen der Strömungsrichtung der Abgase, so daß eine innige Vermischung stattfindet.When the internal combustion engine 2 is idling, the throttle valve is 22 almost completely closed, so that there is a large pressure difference between upstream and downstream of the throttle valve. This pressure «* difference causes an adjustment of the movable valve part 54 in the opening direction in the pneumatic servomotor, so that a proportion of the Charge air conveyed by the compressor is blown into the individual exhaust gas lines 10 via the circulating air line 46, the fresh air flowing in the process through the line sections 52 against the flow direction of the exhaust gases, so that an intimate mixing takes place.
Zugleich wird über die elektronische Steuereinheit 70, welcher über die Sensoren 72, 74 die Druckdifferenz in der Ladeluftleitung 6 übermittelt wird, die Brennstoff-Zumeßeinrichtung 30 im Sinne einer Anhebung des Brennstoffanteiles des von dem Luftmassenmesser 28 eingestellten Brennstoff-Luftgemisches angesteuert. Durch die daraus resultierende Überfettung des den Zylindern I bis V zugeführten Brennstoff- Luftgemisches wird eine Nachverbrennung in den Abgas-Einzelleitungen 10 bewirkt. Ferner wird über die elektronische Steuereinheit 70 das Zündgerät 44 angesteuert und der Zündzeitpunkt in Richtung spät verschoben, so daß gleichzeitig die Abgastemperatur erhöht ist.At the same time, the electronic control unit 70, which is via the Sensors 72, 74 transmit the pressure difference in charge air line 6 is, the fuel metering device 30 in the sense of increasing the Fuel fraction of the fuel-air mixture set by the air mass meter 28 controlled. Due to the resulting over-richness of the fuel-air mixture fed to cylinders I to V Afterburning is effected in the individual exhaust gas lines 10. Furthermore, the ignition device 44 is activated via the electronic control unit 70 and the ignition point shifted in the retarded direction, so that the exhaust gas temperature is increased at the same time.
Durch die somit vergrößerte Abgasmenge wird die Drehzahl des Abgasturboladers und damit die Förderleistung des Verdichters erhöht, so daß der Ladedruck stromauf der Drosselklappe 22 in erheblichem Maße ansteigt. Wird nunmehr durch öffnen der Drosselklappe 22 die Brennkraftmaschine beschleunigt, so ist nahezu verzögerungsfrei ein hoher Füllungsgrad, der Zylinder I bis V sichergestellt.The speed of the exhaust gas turbocharger is increased by the thus increased amount of exhaust gas and thus the delivery rate of the compressor increases, so that the boost pressure upstream of the throttle valve 22 to a considerable extent increases. The internal combustion engine is now opened by opening the throttle valve 22 accelerated, a high one is almost instantaneously Degree of filling, cylinders I to V ensured.
In der Beschleunigungsphase ist, solange noch eine vorbestimmte Druckdifferenz zwischen den Sensoren 72 und 74 vorliegt oder solange nicht eine vorbestimmte Drehzahlschwelle von z. B. 5000 min , erfaßt durch den Drehzahl sensor 78, erreicht ist, das Ventil 48 geöffnet und somit ein stets ausreichend hoher Ladedruck sichergestellt. Bei einem abrupten, völligen öffnen der Drosselklappe 22 sichert die Drossel 68 ein ausreichendes Zeitintervall bis zu einem Druckausgleich in den Kammern 58, 62 und somit bis zum Schließen des Ventiles 48, innerhalb welchem durch Einblasen von Umluft und Anhebung des Brennstoffanteiles der Ladedruck überproportional angehoben ist.As long as there is still a predetermined pressure difference in the acceleration phase is present between the sensors 72 and 74 or as long as a predetermined speed threshold of z. B. 5000 min, detected by the speed sensor 78 is reached, the valve 48 is opened and thus a sufficiently high boost pressure is always ensured. In the event of an abrupt, complete opening of the throttle valve 22, the throttle is secured 68 a sufficient time interval up to a pressure equalization in the chambers 58, 62 and thus up to the closing of the valve 48, within which by blowing in circulating air and increasing the fuel content the boost pressure has increased disproportionately.
Durch die Temperatursensoren 82, 64 wird die Temperatur des Abgasturboladers 8 bzw. der Brennkraftmaschine 2 überwacht und bei Oberschreiten einer oberen Temperaturschwelle die Verschiebung des Zündzeitpunktes auf spät sowie die Anhebung des Brennstoffanteiles unterbunden. In diesem Falle wird in das Abgassystem 4 nur Frischluft eingeblasen, welche zur Kühlung des Abgasturboladers 8 beiträgt. Desgleichen wird bei überschreiten der Pumpgrenze des Verdichters das Ventil 48 voll geöffnet.The temperature of the exhaust gas turbocharger is determined by the temperature sensors 82, 64 8 or the internal combustion engine 2 is monitored and when an upper temperature threshold is exceeded, the shifting of the ignition point to late and the increase in the fuel content is prevented. In this case, only fresh air is blown into the exhaust system 4, which contributes to the cooling of the exhaust gas turbocharger 8. Likewise, if the surge limit of the compressor is exceeded, the Valve 48 fully open.
Sofern das Ventil 48 einen veränderlichen Öffnungsquerschnitt der Umluftleitung 46 steuert, kann gegebenenfalls über einen weiteren Sensor die Stellung des beweglichen Ventilteiles 54 erfaßt und der elektronischen Steuereinheit 70 übermittelt werden, so daß abhängig vom Durchsatz durch die Umluftleitung 46 der Brennstoffanteil sowie der Zündzeitpunkt modifizierbar sind. Ferner können gegebenenfalls mittels eines Kennfeldes die Drehzahl sowie der Druck in der Ladeluftleitung 6 und im Abgassystem 4 mittels des Sensors 80 bei der Modifizierung der Brennstoff zumessung und des Zündzeitpunktes berücksichtigt werden. Ist die Brennkraftmaschine bereits mit einer elektronischen Kennfeld-Zündung und einer elektronischen Einspritzanlage versehen, welche über ein einheitliches Steuergerät gesteuert werden, so können die von der elektronischen Steuereinheit 70 ausgeführten Funktionen unmittelbar in dieses Steuergerät eingeschrieben sein und sowohl die Brennstoff-Zumessung als auch die Zündung nach Maßgabe der relevanten Sensoren modifiziert sein.Provided that the valve 48 has a variable opening cross-section of the circulating air line 46 controls, the position of the movable valve part 54 and the electronic one can optionally be detected via a further sensor Control unit 70 are transmitted, so that depending on the throughput through the air circulation line 46, the fuel content and the ignition time are modifiable. Furthermore, the speed and the pressure in the charge air line 6 and in the exhaust system 4 by means of the sensor 80 when modifying the fuel metering and the ignition point must be taken into account. Is the internal combustion engine already with an electronic map ignition and an electronic injection system, which are controlled by a uniform control unit, so the Electronic control unit 70 executed functions directly in this control unit and both the fuel metering as well as the ignition can be modified according to the relevant sensors.
Sollte die Brennkraftmaschine mit zwei Abgasturboladern ausgerüstet sein, welche in eine gemeinsame Ladeluftleitung fördern, so kann es ausreichen, bei getrennt geführten Abgasleitungen zu den Turbinen nur in die eine Abgasleitung zur einen Abgasturbine Umluft einzublasen und nur den Brennstoffanteil der daran angeschlossenen Zylinder der Brennkraftmaschine zu erhöhen.The internal combustion engine should be equipped with two exhaust gas turbochargers which convey in a common charge air line, it may be sufficient only with separately routed exhaust gas lines to the turbines to blow recirculated air into an exhaust line to an exhaust gas turbine and only the fuel portion of the cylinders connected to it Increase internal combustion engine.
An der Ladeluftleitung 6 ist eine die Drosselklappe 22 umgehende Leitung 92 vorgesehen, in der ein den Durchströmquerschnitt durch diese Leitung steuerndes Ventil bzw. Drosselklappe 94 drehbar gelagert ist. Die Drosselklappe 94 u/ird von einem elektrischen Stellmotor 96 betätigt. Der Stellmotor 96 ist über eine Leitung 98 mit der elektronischen Steuereinheit 70 verbunden.A throttle valve 22 is located on the charge air line 6 Line 92 is provided in which a valve or throttle valve 94 controlling the flow cross section through this line is rotatably mounted is. The throttle valve 94 is operated by an electric servomotor 96 actuated. The servomotor 96 is via a line 98 with the electronic control unit 70 connected.
Der Schubbetrieb der Brennkraftmaschine 2 wird von der elektronischen Steuereinheit 70 erkannt, indem der Sensor 76 die Leerlaufstellung der Drosselklappe 22 meldet, während der Sensor 78 eine über der Leerlaufdrehzahl liegende Drehzahl der Brennkraftmaschine anzeigt. Sofern der über den Sensor 72 in der Ladeluftleitung 6 erfaßte Ladedruck unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt und Schubbetrieb der Brennkraftmaschine angezeigt ist, wird über die elektronische Steuereinheit 70 der Stellmotor 96 angesteuert und die Drosselklappe 94 geöffnet. Dementsprechend wird die Füllung der Brennkraftmaschine 2 im Schubbetrieb erhöht.The overrun of the internal combustion engine 2 is controlled by the electronic Control unit 70 recognized by the sensor 76 the idle position the throttle valve 22 reports, while the sensor 78 indicates a speed of the internal combustion engine lying above the idling speed. If the boost pressure detected in the charge air line 6 via the sensor 72 is below a predetermined value and overrun mode of the internal combustion engine is indicated, the electronic Control unit 70 actuates the servomotor 96 and opens the throttle valve 94. The filling of the internal combustion engine is correspondingly 2 increased in overrun mode.
Die Einstellung der Drosselklappe 94 in der Leitung 92 wird abhängig vom Druck stromab der Drosselklappe 22, erfaßt durch den Sensor 74, und von der Drehzahl der Brennkraftmaschine 2 modifiziert. Dies bedeutet, daß die Drosselklappe 94 bei hohen Drehzahlen und niedrigem Druck im Saugrohr 36 einen großen Durchströmquerschnitt freigibt, während mit absinkender Drehzahl und ansteigendem Druck die Drosselklappenöffnung verringert wird. Dies stellt sicher, daß zum einen ein sicherer Nachbrenneffekt im Abgasleitungssystem 4 aufrechterhalten bleibt und andererseits die Brennkraftmaschine 2 mit mehr oder minder großer Bremswirkung bei geschlossener Drosselklappe 22 in den Leerlaufbetrieb zurückläuft.The setting of the throttle valve 94 in the line 92 is dependent the pressure downstream of the throttle valve 22, detected by the sensor 74, and modified by the speed of the internal combustion engine 2. This means, that the throttle valve 94 releases a large flow cross-section at high speeds and low pressure in the intake manifold 36, while with decreasing speed and increasing pressure the throttle valve opening is decreased. This ensures that, on the one hand, a reliable afterburning effect is maintained in the exhaust pipe system 4 remains and on the other hand the internal combustion engine 2 with a more or less large braking effect with the throttle valve 22 closed in the Idling operation runs back.
Anstelle einer Drosselklappe 94 kann auch ein anderes, den Durchströmquerschnitt steuerndes Ventil, beispielsweise ein Kegelventil, verwendet sein. Die Betätigung des Ventils kam auch elektromagnetisch, pneumatisch oder hydraulisch vollzogen werden.Instead of a throttle valve 94, another, the flow cross-section, can also be used controlling valve, for example a cone valve, can be used. The actuation of the valve was also electromagnetic, be carried out pneumatically or hydraulically.
Ferner ist in der Umluftleitung 46 eine Regelklappe 100 vorgesehen, welche mittels eines Stellmotores 102 verstellbar ist und die in das Abgasleitungssystem 4 einführbare Umluftmenge regelt. Der Stellmotor 102 wird über eine Leitung 104 von der Steuereinheit 70 angesteuert. Durch die abhängig vom Ladedruck und der Drehzahl sowie gegebenenfalls von der Brennstoffanhebung bewirkte Regelung der Umluftmenge soll eine optimale Nachverbrennung mit Luftübersehuß zur Absenkung der Turbineneintrittstemperatur erzielt werden.Furthermore, a control flap 100 is provided in the air circulation line 46, which is adjustable by means of a servomotor 102 and which is in the Exhaust pipe system 4 regulates the amount of circulating air that can be introduced. The servomotor 102 is activated by the control unit 70 via a line 104. By regulating the amount of circulating air depending on the boost pressure and the speed and, if necessary, on the fuel increase is intended to achieve optimal afterburning with excess air to lower the Turbine inlet temperature can be achieved.
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