DE4200612A1

DE4200612A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4200612A1
Application number: DE4200612A
Authority: DE
Inventors: Ernst Karch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-01-13
Filing date: 1992-01-13
Publication date: 1993-07-15

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer Antriebsvorrichtung, einer Abgasturboladevorrich tung, einer über die Abgasturboladevorrichtung zur Antriebs vorrichtung geführten Saugleitungsvorrichtung, einer von der Antriebsvorrichtung über die Abgasturboladevorrichtung ge führte Abgasleitungsvorrichtung und ersten Mitteln zum zumin dest teilweise Verschließen bzw. Freigeben der Abgasleitungs vorrichtung.

Die Abgasturboladevorrichtung, kurz "Turbo" genannt, weist eine Abgasturbine und ein Aufladegebläse auf, die auf einer gemeinsamen Welle sitzen. Der Turbo dient zur Aufladung der Ladeluft der Antriebsvorrichtung zum Erzielen einer höheren Leistung. Die ersten Mittel zum zumindest teilweise Ver schließen bzw. Freigeben der Abgasleitungsvorrichtung werden häufig Motorbremse genannt. Insbesondere Fahrzeuge mit rela tiv hohem Gesamtgewicht werden für die Dauerbeanspruchung bei Gefällefahrt mit einer von den Radbremsen unabhängigen, ver schleißfreien Dauerbremseinrichtung ausgerüstet. Hierbei wird die Brennkraftmaschine als Bremse genutzt, wenn beim Unter brechen der Kraftstoffzufuhr der Leerlaufwiderstand des nicht ausgekuppelten Motors durch die Bewegungsenergie des Fahr zeugs, besonders beim Befahren von Gefällen, überwunden wird. Diese Umkehr der Energieflußrichtung läßt sich konstruktiv am leichtesten beim Dieselmotor durch Einbau einer Auspuffklappe in die Auspuffleitung verstärken. Hierbei spricht man von einer Motorbremse im eigentlichen Sinne. Der Motor arbeitet bei geschlossener Auspuffklappe dann auch beim Auspufftakt als Verdichter in die Auspuff- bzw. Abgasleitung.

Stand der Technik

Bei Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art, insbeson dere bei Dieselaggregaten, ist der Einsatz der ersten Mittel zum Verschließen der Abgasleitungsvorrichtung und damit zum Erzeugen einer Motorbremswirkung nicht optimal. Dies rührt daher, daß die Abgasturboladevorrichtung in die Abgaslei tungsvorrichtung integriert vorhanden ist. Bei geschlossener Abgasleitungsvorrichtung ist die Abgasturboladevorrichtung wenig aktiviert und es strömt relativ wenig Ladeluft der An triebsvorrichtung zu. Dadurch läßt sich nur eine sehr geringe Bremswirkung beim Betätigen der ersten Mittel zum Verschlie ßen der Abgasleitungsvorrichtung erzielen.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Brennkraftmaschine anzugeben, die eine optimale Bremswirkung beim Betätigen der ersten Mit tel zum Verschließen der Abgasleitungsvorrichtung gewährlei stet.

Die Erfindung ist durch sämtliche Merkmale des Anspruchs 1 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Leitungsvorrich tung zum Überbrücken der Abgasturboladeeinrichtung innerhalb der Saugleitungsvorrichtung, zweite Mittel zum zumindest teilweise Verschließen bzw. Freigeben der Leitungsvorrich tung, wobei die zweiten Mittel die Leitungsvorrichtung zumin dest teilweise freigeben, sobald die ersten Mittel die Abgas leitungsvorrichtung zumindest teilweise verschließen und die zweiten Mittel die Leitungsvorrichtung verschließen, sobald die ersten Mittel die Abgasleitungsvorrichtung zumindest teilweise freigeben. Durch das Anordnen einer überbrückenden Leitungsvorrichtung kann der Antriebsvorrichtung sobald die Motorbremse betätigt wird, d. h. die ersten Mittel die Abgas leitungsvorrichtung verschließen, über diese Leitungsvorrich tung ungehindert Luft zuströmen, so daß das Antriebsaggregat problemlos beim Auspufftakt als Verdichter in die Auspufflei tung arbeiten kann, wodurch eine gute Motorbremswirkung er zielt wird.

Bevorzugt werden die ersten und/oder zweiten Mittel über eine Steuereinrichtung gesteuert, die in einer besonderen Ausge staltung als Mikroprozessor ausgebildet ist.

In vorteilhafter Art und Weise erfolgt die Betätigung der zweiten Mittel und/oder der ersten Mittel durch ein Stell glied, wobei dies hydraulisch, elektrisch, pneumatisch oder mechanisch geschehen kann.

In einer besonders robusten, auf technisch einfach und präzi se Art und Weise herstellbare Ausgestaltung, die auch eine schnelle und vereinfachte fabrikmäßige Fertigungsmontage er lauben, sind die zweiten Mittel als Klappe, insbesondere Drehklappe, ausgebildet. Auch kommt eine Ausbildung als Schieber oder dergleichen in Betracht.

Neben der Anordnung der ersten Mittel zwischen der Antriebs vorrichtung und der Abgasturboladevorrichtung, ist auch eine Anordnung der ersten Mittel nach der Abgasturboladevorrich tung möglich.

Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den Ansprüchen ferner aufgeführten Merkma le, sowie durch das nachstehend angegebene Ausführungsbei spiel. Die Merkmale der Ansprüche können beliebigerweise mit einander kombiniert werden, insoweit sie sich nicht offen sichtlich gegenseitig ausschließen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Beispiels näher beschrieben und erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch eine Antriebsvorrichtung mit einem Turbolader, erste und zweite als Schieber ausgebildete Mittel und eine Steuerungseinrichtung zum Steuern der ersten und zweiten Mittel.

Wege zum Ausführen der Erfindung

Eine Brennkraftmaschine 5 weist eine Antriebsvorrichtung 10 und einen Abgasturbolader 12 auf. Die Verbrennungsluft der Antriebsvorrichtung 10 wird über den Abgasturbolader 12 auf geladen. Die Luft strömt zunächst durch einen Luftfilter 14 in eine erste Saugleitung 16. Die erste Saugleitung 16 führt zur Verdichtereinheit 12.1 des Abgasturboladers 12. Die Ver dichtereinheit 12.1 wird über eine Turbineneinheit 12.2 ange trieben, über die das Abgas der Antriebsvorrichtung 10 ge führt wird. Turbineneinheit 12.2 und Verdichtereinheit 12.1 sind in der Figur nur schematisch dargestellt. Von der Ver dichtereinheit 12.1 wird über eine zweite Saugleitung 18 Ver brennungsluft der Antriebsvorrichtung 10 mit erhöhtem Lade druck zugeführt, was in der Figur durch einen Luftkanal sche matisch dargestellt ist. Über eine erste Abgasleitung 10 wird der Turbineneinheit 12.2 des Abgasturboladers 12 von der An triebsvorrichtung 10 Abgas zugeführt. Schließlich wird das Abgas über eine zweite Abgasleitung 20 von der Turbinenein heit 12.2 aus ins Freie geleitet. In der Regel vorhandene Schalldämpfereinheiten sind in der Figur nicht dargestellt.

Innerhalb der zweiten Abgasleitung 20 sind erste Mittel vor handen, die als Schieberelement 22 ausgebildet sind, dessen Position über eine Steuereinheit 24 gesteuert wird. Bei nor malem Fahrbetrieb befindet sich das Schieberelement 22 in Of fen-Stellung, d. h. das Abgas kann ungehindert aus der zwei ten Abgasleitung 20 ausströmen. Die Offen-Stellung des Schie berelements 22 ist strichpunktiert dargestellt.

Zwischen der ersten Saugleitung 16 und der zweiten Sauglei tung 18 ist eine Überbrückungsleitung 26 vorhanden, die als Schieberelement 28 ausgebildete zweite Mittel aufweist, um die Überbrückungsleitung 26 zu verschließen bzw. freizugeben.

Bei Normalbetrieb ist das Schieberelement 28 in Schließstel lung, d. h. es strömt keine Luft durch die Überbrückungslei tung 26. Die Schließstellung des Schieberelements 28 ist strichpunktiert dargestellt. Die Luft wird vielmehr über die erste Saugleitung 16, die Verdichtereinheit 12.1 und die zweite Saugleitung 18 zur Antriebsvorrichtung 12 geführt. Die Steuerung des Schieberelements 28 erfolgt ebenfalls über die Steuereinrichtung 24.

Abhängig von der Stellung des Schieberelements 22 wird die Stellung des Schieberelements 28 eingestellt. Befindet sich das Schieberelement 22 in Schließstellung, wird das Schieber element 28 in Offen-Stellung gebracht. Dadurch ist die Über brückungsleitung 26 offen. Die Luft kann ungehindert über die erste Saugleitung 16, die Überbrückungsleitung 26 und die zweite Saugleitung 18 der Antriebsvorrichtung zugeführt wer den. Dadurch wird eine sehr gute Motorbremswirkung trotz des vorhandenen Abgasturboladers 12 erzielt. Ferner kommt in der Abgasleitung ein in der Figur nicht dargestelltes Druckregal ventil in einem Bypass zum Einsatz, das bei höheren Drehzah len die Entstehung eines hohen, die Ventile bzw. den Ventil trieb schädigenden Druckes verhindert.

In einer nicht dargestellten Ausführungsvariante kann die Überbrückungsleitung zwei Verschlußelemente aufweisen, die jeweils so nahe an der ersten Saugleitung bzw. zweiten Saug leitung angeordnet sind, daß hier nahezu keine Verwirbelungen bzw. Strömungsverluste infolge der vorbeiströmenden Luft bei geschlossenen Schieberelementen entstehen.

Die Mittel zum Verschließen bzw. Freigeben der Saugleitung bzw. der Abgasleitung können bevorzugt auch als druckluftbe tätigte Drehklappen ausgebildet sein. Die beschriebene Brenn kraftmaschine wird bevorzugt als Dieselaggregat ausgebildet.

Falls als Brennkraftmaschine ein Ottomotor eingesetzt wird, mündet die Überbrückungsleitung zwischen der Drosselklappe und dem Antriebsaggregat in die zweite Saugrohrleitungsvor richtung.

Claims

1. Brennkraftmaschine (5) mit

- einer Antriebsvorrichtung (10),
- einer Abgasturboladevorrichtung (12),
- einer über die Abgasturboladevorrichtung (12) zur An triebsvorrichtung (10) geführten Saugleitungsvorrich tung (16, 18)
- einer von der Antriebsvorrichtung (10) über die Abgas turboladevorrichtung (12) geführten Abgasleitungsvor richtung (19, 20) und
- ersten Mitteln (22) zum zumindest teilweise Verschließ en bzw. Freigeben der Abgasleitungsvorrichtung (19, 20), gekennzeichnet durch
- eine Leitungsvorrichtung (26) zum Überbrücken der Abgasturboladeeinrichtung (12) innerhalb der Sauglei tungsvorrichtung (16, 18) und
- zweite Mittel (28) zum zumindest teilweise Verschließen bzw. Freigeben der Leitungsvorrichtung (26),
- - wobei die zweiten Mittel (28) die Leitungsvorrich tung (26) zumindest teilweise freigeben, sobald die ersten Mittel (22) die Abgasleitungsvorrichtung (19, 20) zumindest teilweise verschließen und
- - die zweiten Mittel (28) die Leitungsvorrichtung (26) verschließen sobald die ersten Mittel (22) die Ab gasleitungsvorrichtung (19, 20) zumindest teilweise freigeben.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Mittel (22; 28) über eine Steuereinrichtung (24) gesteuert werden.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierung der zweiten Mittel und/oder ersten Mittel durch ein Stellglied erfolgt.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und/oder zweiten Mittel hydraulisch, elek trisch, pneumatisch oder mechanisch betrieben werden.

5. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vor stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Mittel als Klappe, Schieber (28), Ventil oder dergleichen ausgebildet ist.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung als Mikroprozessor ausgebildet ist bzw. in einem Mikroprozessor integriert vorhanden ist.

7. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vor stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Mittel zwischen Antriebsvorrichtung und der Abgasturboladevorrichtung angeordnet sind.

8. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Mittel (22) der Abgasturboladevorrichtung (12) in Strömungsrichtung des Abgases nachgeschaltet angeord net sind.

9. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vor stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsvorrichtung, die Saugleitungsvorrichtung und die Abgasleitungsvorrichtung als Rohrleitungssystem aus gebildet sind.