DE3637534A1 - Mehrzylinder-brennkraftmaschine fuer ein kraftfahrzeug mit zwei abgasturboladern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrzylinder-Brenn­ kraftmaschine entsprechend dem Oberbegriff des Patentan­ spruches.

Bei einer bekannten Brennkraftmaschine dieser Art (DE-OS 34 20 015) ist zur ladeluftseitigen Steuerung der Brennkraftmaschine in dem Sammelsaugrohr eine Drosselklappe und unabhängig davon in der Ladeluft­ leitung des zuschaltbaren Abgasturboladers (ATL) ein Rückschlagventil angeordnet, das durch den sich in der Ladeluftleitung des zuschaltbaren ATL aufbauenden Druck geöffnet wird. Diese ladeluftseitige Steuerung durch zwei räumlich voneinander getrennte und speziell zu entwickeln­ de Elemente ist verhältnismäßig aufwendig sowohl hin­ sichtlich der Entwicklungs- und Herstellungskosten als auch hinsichtlich des Platzbedarfes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehr­ zylinder-Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art zu schaffen, deren ladeluftseitige Regelung mit einfacheren Mitteln kosten­ günstig und raumsparend durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird auf ein bei Registervergasern bekanntes und häufig eingesetztes zweiflutiges Drosselklappenteil zurückgegriffen, so daß sich in vielen Fällen eine eigene Entwicklung er­ übrigt. Der Platzbedarf eines derartigen zweiflutigen Drosselklappenteils ist nicht größer als derjenige des einflutigen Drosselklappenteils bei der bekannten Aus­ führung, in den die beiden Ladeluftleitungen einmünden. Die Steuerung der zweiten Drosselklappe kann durch ein bekanntes und erprobtes Element, beispielsweise eine Membrandruckdose erfolgen, die an die Ladeluftleitung des zweiten Verdichters angeschlossen ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit zwei Abgasturboladern in schematischer Darstellung, und

Fig. 2 das ladeluftseitige Steuerelement im Schnitt.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Brennkraft­ maschine 1 weist zwei Zylinderbänke mit je drei Zylindern auf, deren Abgasleitungen in ein gemeinsames Abgassammelsohr 2 münden, von dem eine Abgasleitung 3 zu einer Turbine 4 eines ersten Abgasturboladers 5 und eine zweite Abgasleitung 6 zu einer Turbine 7 eines zweiten Abgasturboladers 8 führt. Die Auspuff­ leitungen 9, 10 von den Turbinen 4, 7 sind zu einem gemeinsamen Schalldämpfer 11 geführt. In der Abgas­ leitung 6 zur Turbine 7 ist ein Zuschaltventil 12 ange­ ordnet, das in nicht dargestellter Weise von Betriebs­ parametern gesteuert wird und die Turbine beispielsweise beim Erreichen einer bestimmten Drehzahl der Brenn­ kraftmaschine 1 zuschaltet. Die Regelung des Ladedrucks erfolgt über ein Bypassventil 13.

Die von den Turbinen 4 und 7 angetriebenen Verdichter 14 und 15 fördern Druckluft durch Leitungen 16 und 17 zu einem zweiflutigen Drosselklappenteil 18, das in Fig. 2 im einzelnen dargestellt ist und dessen Strömungs­ kanäle mit einem Sammelsaugrohr 19 in Verbindung stehen, von dem aus die Ladeluft gleichmäßig auf die Einzelsaug­ rohre der beiden Zylinderbänke verteilt wird. Die Lade­ luftleitung 17 des Verdichters 7 des zweiten, zuschalt­ baren Abgasturboladers 8 ist durch ein Abblaseventil 20 mit einem Ansaugluftfilter 21 verbunden, von dem die Saugleitungen 22 und 23 der beiden Verdichter 14 und 15 ausgehen.

Das Drosselklappenventil 18 ist in Fig. 2 in größerem Maß­ stab und im Längsschnitt dargestellt. Es weist einen mit der ersten Ladeluftleitung 16 in Verbindung stehenden ersten Strömungskanal 24 und einen mit der zweiten Lade­ luftleitung 17 in Verbindung stehenden zweiten Strömungs­ kanal 25 auf, die in einen gemeinsamen Kanal 26 münden, an den das Sammelsaugrohr 19 angeschlossen ist. Im Strömungskanal 24 ist eine erste Drosselklappe 27 und im zweiten Strömungskanal 25 ist eine zweite Drossel­ klappe 28 angeordnet. Die Drosselklappe 27 steht über ein Gestänge 29 mit dem Gaspedal 30 in Verbindung, während an der zweiten Drosselklappe 26 ein Stellglied 31 angreift, das mit der Membran 32 einer Membrandruck­ dose 33 verbunden ist und unter der Wirkung einer Feder 34 steht, welche bestrebt ist, die Drosselklappe 28 in ihrer geschlossenen Stellung zu halten. Die Druckkammer 35 der Membrandruckdose 33 ist über eine Leitung 36 mit der Ladeluftleitung 17 verbunden.

Im unteren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine 1 ist das Zuschaltventil 12 geschlossen und das gesamte Abgas wird der Turbine 4 des ersten ATL 5 zugeleitet, die den Verdichter 14 mit entsprechender Leistung antreibt. Die von dem Verdichter 14 geförderte Druckluft gelangt über den ersten Strömungskanal 24 entsprechend der vom Gaspedal 30 eingestellten Stellung der Drosselklappe 27 in das Sammelsaugrohr 19 und von dort zu den einzelnen Zylindern. Die zweite Drosselklappe 28 ist geschlossen und wird durch die Feder 34 in ihrer Schließstellung gehalten. Bei einer bestimmten Drehzahl der Brennkraft­ maschine 1 wird das Zuschaltventil 12 allmählich ge­ öffnet und dadurch einerseits der Ladedruck begrenzt und andererseits die Turbine 15 des zweiten Abgas­ turboladers 8 angetrieben, der seinerseits den zweiten Verdichter 15 antreibt. Die von dem Verdichter 15 ge­ lieferte Druckluft wird zunächst über das Entlüftungs­ ventil 20 abgeführt und von dem ersten Verdichter 14 wieder angesaugt. Wenn der Druck in der Ladeluftleitung 17 einen bestimmten Sollwert erreicht, wird das Entlüftungs­ ventil 20 geschlossen und der Druck in der Ladeluft­ leitung 18 wirkt über die Leitung 36 und die Druck­ kammer 35 auf die Membran 32 in der Druckdose 32 und öffnet die zweite Drosselklappe 28. Damit arbeitet die Brennkraftmaschine 1 im Doppelladerbetrieb.

Der erfindungsgemäße Vorschlag hat den großen Vorteil, daß ein und dasselbe Drosselklappenventil sowohl für eine Brennkraftmaschine mit einem zweiflutigen Registerver­ gaser als auch für eine Brennkraftmaschine mit Registeraufladung durch zwei Abgasturbolader verwendet werden kann, wobei im letzteren Fall lediglich die Verbindung zwischen den beiden Drosselklappen gelöst und die zweite Drosselklappe in Abhängigkeit von dem Ladedruck ge­ öffnet wird, der von dem zweiten, zuschaltbaren Ab­ gasturbolader erzeugt wird, während die erste Drossel­ klappe wie bisher mit dem Gaspedal verbunden bleibt.

Abweichend von der dargestellten Ausführung kann die zweite Drosselklappe 28 naturgemäß auch elektrisch, beispielsweise durch einen Elektromagneten, betätigt werden, der durch einen Drucksensor, der auf den Druck in der Ladeluftleitung 17 anspricht, angesteuert wird.

Claims (1)

1. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, mit zwei jeweils eine Turbine und einen Verdichter auf­ weisenden Abgasturboladern (ATL), deren Verdichter über gesonderte Ladeluftleitungen an ein gemeinsames Sammel­ saugrohr angeschlossen sind, wobei von den beiden ATL der eine ständig arbeitet und der andere in Abhängig­ keit von Betriebsparametern sowohl abgas- als auch ladeluftseitig zuschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur ladeluftseitigen Steuerung der Brennkraft­ maschine ein zweiflutiges Drosselklappenventil (18) mit zwei Strömungskanälen (24, 25) vorgesehen ist, die in ein gemeinsames Sammelsaugrohr (19) münden und von denen der erste (24) mit dem Verdichter (14) des ständig arbei­ tenden ATL (5) und der zweite (25) mit dem Verdichter (15) des zuschaltbaren ATL (8) verbunden ist, und in denen jeweils eine Drosselklappe (27 bzw. 28) ange­ ordnet ist, wobei die Drosselklappe (27) im ersten Strömungskanal (24) mit einem Gaspedal (30) und die Drosselklappe (28) im zweiten Strömungskanal (25) mit einem Stellglied (31) verbunden ist, das in Ab­ hängigkeit von dem Druck, der sich in der Ladeluft­ leitung (17) des zweiten Verdichters (14 ) aufbaut, im Öffnungssinn beaufschlagbar ist.