DE3625048A1 - Durch die abgasimpulse eines verbrennungsmotors antreibbarer kolbenlader - Google Patents
Durch die abgasimpulse eines verbrennungsmotors antreibbarer kolbenladerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen durch die Abgasimpulse
eines Verbrennungsmotors antreibbaren Kolbenlader,
der mindestens einen durch einen beweglichen Arbeits
kolben begrenzten Entspannungsraum aufweist, der je
weils mit mindestens einem Abgaseinlaß und einem Ab
gasauslaß versehen ist, wobei der Abgasauslaß mit
einem im Takt der Abgasimpulse steuerbaren, seinen
Fließquerschnitt zumindest teilweise öffnenden und
schließenden Ventil versehen ist.
Damit die arbeitsfähige Energie der an dem Kolbenla
der eintreffenden Abgase optimal ausgenützt werden
kann, ist eine Steuerung des Abgasauslasses erforder
lich, weil andernfalls ein Großteil der Abgase aus
dem Entspannungsraum ausfließen kann, ohne Arbeit zu
verrichten. Ein gesteuer Abgasauslaß bei einer als
Lader dienenden, abgasgetriebenen Kolbenmaschine ist
in der DE-OS 33 18 136 erwähnt.
Eine bekannte durch Motorabgas betriebene Kolbenma
schine besitzt auf der Auslaßseite eine Ventilsteue
rung, die direkt vom Verbrennungsmotor angetrieben wird.
Dies führt zu komplexen und dadurch teuren Konstruktio
nen, die außerdem die Freizügigkeit bei der räumlichen
Anordnung der Kolbenmaschine relativ zum Verbrennungs
motor behindern. Wirkt die Kolbenmaschine als Hilfs
maschine mit dem Verbrennungsmotor zusammen, insbe
sondere als Lader, so ist eine Anpassung der Kolbenma
schine an die Betriebszustände des Verbrennungsmotors
erwünscht, die bei einer Ventilsteuerung direkt vom
Verbrennungsmotor aus nicht automatisch durchführbar
ist, es sei denn, durch eine zusätzliche, teuere Steue
rung. Beispielsweise ist es in der Regel erwünscht,
daß der Lader außer Funktion bleibt, wenn der Ver
brennungsmotor im Leerlauf betrieben wird. Dagegen
kann es erwünscht sein, daß der Lader bereits im Teil
lastbetrieb des Verbrennungsmotors arbeitet, wenn die
arbeitsfähige Energie der Abgasimpulse des Verbrennungs
motors gegebenenfalls noch nicht ausreicht, einen
vollen Kolbenhub der Kolbenmaschine zu erreichen. Ge
rade dann ist es aber besonders wichtig, daß der Ab
gasauslaß der Kolbenmaschine möglichst frühzeitig
schließt, um einen Verlust arbeitsfähiger Energie zu
verhindern, während der Abgasauslaß im Leerlaufbetrieb
geöffnet sein muß, um ein unbehindertes Abströmen des
Abgases zu gewährleisten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst
geringem Aufwand eine zuverlässige Steuerung des Kol
benladers zur optimalen Ausnutzung der arbeitsfähigen
Energie der Abgasimpulse des Verbrennungsmotors zu er
möglichen, wobei zugleich eine automatische Anpassung
an den herrschenden Betriebszustand des Verbrennungs
motors erreichbar sein soll.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einem Kolben
lader der eingangs beschriebenen Art darin, daß dem
Ventil ein Betätigungsmechanismus zugeordnet ist, der
als Antriebselement ein von den Abgasimpulsen beauf
schlagbares Verdrängungselement umfaßt, wobei die An
ordnung derart gewählt ist, daß das Ventil bei einer
Druckbeaufschlagung des Verdrängungselements in seine
geschlossene Position überführbar ist.
Das Ventil wird deshalb geschlossen, sobald dem Ab
gasimpuls die zur Ventilbetätigung erforderliche Menge
an arbeitsfähiger Energie entnommen werden kann. Da
bei kann vorzugsweise der Betätigungsmechanismus mit
einem dem Abgasimpuls entgegengesetzt gerichteten
Widerstand versehen sein. Damit kann die Ansprechschwel
le derart bemessen werden, daß das Ventil im Leerlaufbe
trieb des Verbrennungsmotors geöffnet bleibt. In be
sonders vorteilhafter Ausgestaltung kann der Widerstand
als Rückstelleinrichtung ausgebildet sein.
Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltung der
Erfindung besteht darin, daß das Antriebselement vor dem
Abgaseinlaß des Entspannungsraums mit einer zum Entspan
nungsraum führenden Abgasleitung in Verbindung steht.
Dadurch wird dem Abgasimpuls die zur Ventilbetätigung
erforderliche Menge an arbeitsfähiger Energie entnommen,
bevor der Abgasimpuls den Entspannungsraum erreicht, um
dort gegebenenfalls den Arbeitskolben zu betätigen,
so daß das Ventil bei Beginn der Kolbenbewegung geschlos
sen ist und somit die Verlustmenge an Abgas gering ge
halten wird.
Das Verdrängungselement kann vorzugsweise als Kolben
oder Membran ausgebildet sein.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausgestaltungen er
geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Ver
bindung mit den Ansprüchen.
Anhand der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird
diese näher erläutert.
Die Figur zeigt in einer schematischen Schnittdarstel
lung einen als Lader für eine Verbrennungskraftmaschine
dienenden Zylinder einer Kolbenmaschine angeschlossen
an eine Abgasleitung dieser Verbrennungskraftmaschine
und ausgerüstet mit einer durch die Abgasimpulse be
tätigbaren Ventilsteuerung.
In einem insgesamt mit 10 bezeichneten Zylinder ist
ein Arbeitskolben 12 hin- und hergehend beweglich
angeordnet. Der Kolben ist mit einer außerhalb des
Zylinders 10 in einer schematisch angedeuteten Führung
14 linear beweglichen Führungsstange 16 verbunden.
Außerdem ist dem Arbeitskolben 12 eine Rückstelleinrich
tung 18 zugeordnet, die schematisch in Form einer Rück
stellfeder dargestellt ist. Diese Rückstelleinrichtung
18 ist bestrebt, den Arbeitskolben 12 gegen eine mit
einem Abgaseinlaß 20 und einem Abgasauslaß 22 versehene,
dem Arbeitskolben 12 gegenüberliegende Stirnwand 24
des Zylinders 10 zu bewegen. Eine nicht näher darge
stellte Einrichtung, z.B. eine geeignete Profilierung
auf der der Stirnwand 24 zugekehrten Oberfläche des Ar
beitskolbens 12 oder der dem Arbeitskolben 12 zugewandten
Fläche der Stirnwand 24, ermöglicht einen Abgasfluß vom
Abgaseinlaß 20 zum Abgasauslaß 22 auch dann, wenn der
Arbeitskolben 12 seine der Strinwand 24 benachbarte End
stellung einnimmt, damit beim Leerlauf der Verbrennungs
kraftmaschine das Abgas ungehindert abströmen kann.
Zum Abgaseinlaß 20 führt eine die Abgase der Verbrennungs
kraftmaschine ableitende Abgasleitung 26. An den Abgas
auslaß 22 schließt sich eine Abgasleitung 28 an, die
zum Auspuff führt.
In der sich an den Abgasauslaß 22 anschließenden Abgas
leitung 28 ist ein Ventil 30 in Form einer Drehklappe
angeordnet, die mit einem insgesamt mit 32 bezeichneten
Betätigungsmechanismus verbunden ist. Dieser Betätigungs
mechanismus umfaßt einen Stellhebel 34, der gemeinsam mit
der Drehklappe 30 um eine die Abgasleitung 28 durchque
rende Achse 36 verschwenkbar ist, eine mit einem Kolben
38 verbundene Stellstange 40, deren vom Kolben 38 abge
wandtes Ende in einen Schlitz am Stellhebel 34 eingreift,
so daß durch eine lineare Bewegung der Stellstange 40
der Stellhebel 34 und mit ihm die Drehklappe 30 ver
schwenkt werden kann, sowie einen ortsfest angeordneten
Zylinder 42, in dem der Kolben 38 beweglich ist und der
auf der von der Stellstange 40 abgewandten Seite strom
auf vom Abgaseinlaß 20 mit der zum Abgaseinlaß 20 füh
renden Abgasleitung 26 über eine Abzweigleitung 44 ver
bunden ist. Der Kolben 38 ist durch eine Rückstellfeder
46 in Richtung auf die Abzweigleitung 44 belastet.
Wenn in der zum Abgaseinlaß 20 führenden Abgasleitung 26
ein Abgasimpuls auftritt, dessen arbeitsfähige Energie
zumindest so groß ist, daß die Kraft der Rückstellfeder
46 überwunden werden kann, wird der Kolben 38 im Zylinder
derart verschoben, daß über die Stellstange 40 und den
Stellhebel 34 die Drehklappe 30 in ihre geschlossene
Stellung überführt wird, so daß der gegebenenfalls
verbleibende Rest der arbeitsfähigen Energie des Abgas
impulses zunächst ohne Verlust über die Abgasleitung 28
den Arbeitskolben 12 betätigen kann. Nach der Entspannung
des Abgases drückt die Rückstellfeder 46 den Kolben 38
wieder in seine Ruhestellung zurück, wodurch sich die
Drehklappe 30 in die geöffnete Stellung bewegt und das
Abgas über die Abgasleitung 28 entweichen kann.
Anstelle des Kolbens 38 kann beispielsweise auch eine
Membran vorgesehen werden, wobei die Rückstellkraft
gegebenenfalls auch durch die Eigenelastizität der
Membran gegeben sein kann.
Claims (7)
1. Durch die Abgasimpulse eines Verbrennungsmotors
antreibbarer Kolbenlader, der mindestens einen durch
einen beweglichen Arbeitskolben begrenzten Entspannungs
raum aufweist, der jeweils mit mindestens einem Abgasein
laß und einem Abgasauslaß versehen ist, wobei der Abgas
auslaß mit einem im Takt der Abgasimpulse steuerbaren,
seinen Fließquerschnitt zumindest teilweise öffnenden und
schließenden Ventil versehen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Ventil (30) ein Betätigungsmechanismus (32) zu
geordnet ist, der als Antriebselement ein von den Abgas
impulsen beaufschlagbares Verdrängungselement (38) umfaßt,
wobei die Anordnung derart gewählt ist, daß das Ventil
(30) bei einer Druckbeaufschlagung des Verdrängungs
elements (38) in seine geschlossene Position überführbar
ist.
2. Kolbenlader nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Betätigungsmechanismus (32) mit einem
dem Abgasimpuls entgegengesetzt gerichteten Widerstand
(46) versehen ist.
3. Kolbenlader nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Widerstand als Rückstelleinrichtung
(46) ausgebildet ist.
4. Kolbenlader nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Antriebselement (38) vor dem Abgas
einlaß (20) des Entspannungsraums mit einer zum Ent
spannungsraum führenden Abgasleitung (26) in Verbin
dung steht.
5. Kolbenlader nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Verdrängungselement als Kolben
(38) ausgebildet ist.
6. Kolbenlader nach einem der Ansprüche 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdrängungselement
eine Membran ist.
7. Kolbenlader nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Membran durch ihre Eigenelastizi
tät in dem Abgasimpuls entgegengesetzter Richtung vorge
spannt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863625048 DE3625048A1 (de) | 1986-07-24 | 1986-07-24 | Durch die abgasimpulse eines verbrennungsmotors antreibbarer kolbenlader |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863625048 DE3625048A1 (de) | 1986-07-24 | 1986-07-24 | Durch die abgasimpulse eines verbrennungsmotors antreibbarer kolbenlader |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3625048A1 true DE3625048A1 (de) | 1988-02-04 |
DE3625048C2 DE3625048C2 (de) | 1992-04-30 |
Family
ID=6305883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863625048 Granted DE3625048A1 (de) | 1986-07-24 | 1986-07-24 | Durch die abgasimpulse eines verbrennungsmotors antreibbarer kolbenlader |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3625048A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2846019A1 (de) | 2013-09-10 | 2015-03-11 | Arno Hofmann | Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors und Verbrennungsmotor zur Durchführung des Verfahrens |
CN111219232A (zh) * | 2020-03-12 | 2020-06-02 | 沐玉良 | 一种汽车尾气预处理系统 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2139932A1 (de) * | 1971-08-10 | 1973-02-22 | Karl Schmieder | Durch auspuffgase betriebene foerderpumpe |
-
1986
- 1986-07-24 DE DE19863625048 patent/DE3625048A1/de active Granted
Patent Citations (1)
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EP2846020A2 (de) | 2013-09-10 | 2015-03-11 | Arno Hofmann | Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors und Verbrennungsmotor zur Durchführung des Verfahrens |
WO2015036259A1 (de) | 2013-09-10 | 2015-03-19 | Arno Hofmann | Verfahren zum betreiben eines verbrennungsmotors und verbrennungsmotor zur durchführung des verfahrens |
US10036308B2 (en) | 2013-09-10 | 2018-07-31 | Arno Hofmann | Method for operating a combustion engine and combustion engine for carrying out the method |
EP3514347A1 (de) | 2013-09-10 | 2019-07-24 | Arno Hofmann | Verbrennungsmotor |
CN111219232A (zh) * | 2020-03-12 | 2020-06-02 | 沐玉良 | 一种汽车尾气预处理系统 |
CN111219232B (zh) * | 2020-03-12 | 2022-02-11 | 深圳芯闻科技有限公司 | 一种汽车尾气预处理系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3625048C2 (de) | 1992-04-30 |
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