DE4226550A1

DE4226550A1 - Ladepumpe für Brennkraftmaschinen, insbesondere kleinbauende Ladepumpe für Fahrzeugmotoren

Info

Publication number: DE4226550A1
Application number: DE4226550A
Authority: DE
Inventors: Frank Mundorff; Christian Kusberger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1992-08-11
Filing date: 1992-08-11
Publication date: 1994-02-17

Description

Die Erfindung geht gemäß dem Oberbegriff des Pa tentanspruches 1 von der DE-C 7 38 343 aus.

Diese bekannte Ladepumpe umfaßt zwei gleichartige Pumpen für eine zweistufige Verdichtung, wobei eine der Pumpen direkt von der Brennkraftmaschine mechanisch angetrieben ist und die zweite Pumpe mit der Abgasturbine in drehfester Verbindung steht. Um die Abgasturbine auch als Nutzturbine wirken zu lassen, sind die Wellen der axial fluchtenden Pumpen mittels eines Freilaufes entsprechend kuppelbar und damit gemeinsam angetrieben.

Im Gegensatz zur vorbeschriebenen Ladepumpe hat eine aus der DE-C 6 49 560 bekannte Ladepumpe lediglich einzeln an treibbare Pumpen. Eine der Pumpen steht für einen unteren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine mit dieser über einen überholbaren Freilauf in Antriebsverbindung, wäh rend die anderen Pumpen für einen oberen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine über einen sperrenden Freilauf mit einer Abgasturbine in Antriebsverbindung treten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ladepumpe für Brennkraftmaschinen, insbesondere kleinbauende Lade pumpen für Fahrzeugmotoren derart zu gestalten, daß bei mechanisch geringem Aufwand neben einem wahlweisen Be trieb der einzelnen Pumpen auch deren gemeinsamer Betrieb möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 vorgeschlagen, daß das Gehäuse saug seitig eine mit der Zuleitung in Verbindung stehende Ver teilkammer für mit den Laufradeintritten einander zuge kehrt angeordnete Pumpen-Laufräder aufweist und das Ge häuse druckseitig mit einer Verbindungsleitung zwischen Pumpendruckstutzen ausgebildet ist, wobei das Gehäuse ferner mit einem saug- und/oder druckseitigen Absperror gan in der Verteilkammer und/oder in der Verbindungslei tung ausgerüstet ist.

Der Vorteil der Erfindung ist eine kompakte, kleinbauende Ladepumpe, bei der ferner verschiedene Pumpengrößen in vorteilhafter Weise kombinierbar sind.

In einer bevorzugten Ausgestaltung bildet das mindestens zwei Pumpen aufnehmende Gehäuse mit der Abgasturbine eine Baueinheit. In Praxis kann diese Baueinheit ein um die erfindungsgemäße Gestaltung erweiterter marktüblicher Ab gasturbolader sein. Hierbei ergibt sich ein weiterer Vor teil der Erfindung dergestalt, daß unterschiedlich große Pumpen-Laufräder kombinierbar sind, wobei vorzugsweise das fremdantriebsseitige Pumpen-Laufrad gegenüber dem des marktüblichen Abgasturboladers größer gewählt ist für eine ausreichende Aufladung im unteren Lastbereich der Brennkraftmaschine.

Die beiden Pumpen-Laufräder der erfindungsgemäßen Lade pumpe können beim gemeinsamen Betrieb entweder jeweils einzeln angetrieben sein oder aber auf einer gemeinsamen Welle drehfest angeordnet von einem der Antriebe allein oder von beiden Antrieben angetrieben sein. Entsprechend der jeweiligen Art des gemeinsamen Antriebes sind in wei teren Unteransprüchen bevorzugte Anordnungen der Absperr organe angegeben, die bei einem Einzelbetrieb eines Pumpen-Laufrades eine Kurzschlußströmung über das andere Pumpen-Laufrad verhindern.

Zur Erzielung einer ausreichenden Aufladung im mittleren Lastbereich der Brennkraftmaschine ist ein Antrieb beider Pumpen-Laufräder denkbar, wobei jedoch zur Vermeidung un terschiedlicher Förderströme nach einem weiteren Unteran spruch das jeweilige Absperrorgan förderdruckabhängig steuer-/regelbar ist. Denkbar ist für einen derartigen Betrieb jedoch auch, das fremdangetriebene Pumpen-Laufrad in seiner Drehzahl förderdruckabhängig zu steuern oder regeln. Die Steuerung oder Regelung jedes Absperrorganes kann beispielsweise über ein Motor-Kennfeld erfolgen.

Die Erfindung ist anhand zweier in der Zeichnung schema tisch dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Ladepumpe einer Brennkraftmaschine mit zwei gesonderten Pumpen-Laufrädern mit sepa raten Antrieben, und

Fig. 2 eine Ladepumpe einer Brennkraftmaschine mit zwei auf einer gemeinsamen Welle drehfest an geordneten Pumpen-Laufrädern mit gesonderten Antrieben.

Eine Brennkraftmaschine 1 mit einer Ansauganlage 2 und einer Auspuffanlage 3 ist mit einer kleinbauenden Lade pumpe 4 ausgerüstet. Die Ladepumpe 4 umfaßt in einem mit einer Zuleitung 5 und einer Ableitung 6 in Verbindung stehendem Gehäuse 7 axial fluchtend angeordnete Pumpen- Laufräder 8 und 9. Diese stehen mit ihren einander zuge kehrten Laufradeintritten 8′ und 9′ mit einer im Gehäuse 7 ausgebildeten Verteilkammer in luftführender Verbin dung. Weiter umfaßt das Gehäuse 7 eine Verbindungsleitung 11 zwischen Pumpendruckstutzen 12 und 13, wobei die Ver bindungsleitung 11 mit der über einen Ladeluftkühler 14 zur Ansauganlage 2 führenden Ableitung 6 verbunden ist. Weiter ist in der mit der Zuleitung 5 luftführend verbun denen Verteilkammer 10 ein als Drosselklappe 15 gestalte tes Absperrorgan vorgesehen.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, steht das Pumpen-Laufrad 8 der Ladepumpe 4 mit einer Abgasturbine 16 in Antriebs verbindung. Dagegen ist das Pumpen-Laufrad 9 über ein Ge triebe 17 mit einer Kupplung 18 von der Brennkraftmaschine 1 aus antreibbar. Zur Vermeidung einer Kurzschlußströmung in der Ladepumpe 4 bei lastpunktab hängig bedingt unterschiedlichen Förderdrücken der Pumpen-Laufräder 8 und 9 dient die Drosselklappe 15 in der einen, gezeigten oder anderen, nicht gezeigten Stel lung.

Neben dem angedeuteten Einzelantrieb der Pumpen-Laufräder 8 und 9, wobei das von der Brennkraftmaschine 1 antreib bare Pumpen-Laufrad 9 der Aufladung im unteren Lastbe reich und das abgasangetriebene Pumpen-Laufrad 8 der Auf ladung im oberen Lastbereich der Brennkraftmaschine 1 dient, ist auch ein gemeinsamer Betrieb beider Pumpen- Laufräder 8 und 9 denkbar. Ein gemeinsamer Betrieb der nicht drehfest miteinander verbundenen Laufräder 8 und 9 kann für eine hohe Beschleunigung oder zur Drehmoment steigerung in einem unteren Drehzahlbereich und ab einem mittleren Lastbereich der Brennkraftmaschine 1 wünschens wert sein, wenn beispielsweise jedes der Laufräder 8 und 9 aufgrund der Auslegungsdaten, insbesondere des Laufrad durchmessers, hierfür allein nicht genügt. Bei gemeinsa men Betrieb der Pumpen-Laufräder 8 und 9 kann die Dros selklappe 15 über ein Motorkennfeld so gesteuert/geregelt werden, daß in beiden Pumpendruckstutzen 12 und 13 glei che Förderdrücke vorhanden sind. Für eine Regelung der Stellung der Drosselklappe 15 können die Förderdrücke als Stellgrößen Verwendung finden. Es ist aber auch möglich, das gegenüber dem abgasangetriebenen Laufrad 8 fremdange triebene Pumpen-Laufrad 9 in seiner Drehzahl förder druckabhängig zu steuern oder zu regeln.

Fig. 2 zeigt eine Ladepumpe 40, bei der die Laufräder 8 und 9 im Gegensatz zur Ladepumpe 4 der Fig. 1 auf einer gemeinsamen Welle 19 drehfest angeordnet sind, wobei ein als Drosselklappe 20 dienendes Absperrorgan druckseitig in der Verbindungsleitung 11 zwischen den Pumpendruck stutzen 12 und 13 angeordnet ist.

In beiden Ausführungen kann das die Pumpen-Laufräder 8 und 9 sowie die Verteilkammer 10 umfassende Gehäuse 7 mit der Abgasturbine 16 eine Baueinheit bilden. Vorzugsweise ist die Baueinheit aus einem marktüblichen Abgasturbola der und einem das weitere Pumpen-Laufrad umfassenden Ge häuse gebildet. Erreicht ist damit für einen Fahrzeugmo tor eine kompakte, kleinbauende Ladepumpe 4, 40, mit der eine Aufladung im gesamten Teil- und Vollastbereich durch einen jeweiligen betriebspunktabhängig ansteuerbaren Ein zel- oder Gemeinschafts-Betrieb der Pumpen-Laufräder op timal möglich ist.

Claims

1. Ladepumpe für Brennkraftmaschinen, insbesondere kleinbauende Ladepumpe für Fahrzeugmotoren,

- umfassend mehrere Pumpen mit gemeinsam oder einzeln antreibbaren Laufrädern (8, 9), eine Abgasturbine (16) sowie einen Fremdantrieb (17), wobei
- die Pumpen-Laufräder (8, 9) in einem mit einer Zu- und einer Ableitung (5, 6) in Verbindung stehenden Gehäuse (7) axial fluchtend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
- daß das Gehäuse (7) saugseitig eine mit der Zuleitung (5) in Verbindung stehende Verteilkammer (10) für mit den Laufradeintritten (8′, 9′) einander zugekehrt angeordnete Pumpen-Laufräder (8, 9) aufweist, und
- das Gehäuse (7) druckseitig mit einer Verbindungsleitung (11) zwischen den Pumpendruckstutzen (12, 13) ausgebildet ist, wobei
- das Gehäuse (7) ferner mit einem saug- und/oder druckseitigen Absperrorgan (15, 20) in der Verteilkammer (10) und/oder in der Verbindungsleitung (11) ausgerüstet ist.

2. Ladepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) mit der Abgasturbine (16) eine Baueinheit bildet.

3. Ladepumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das saugseitige Absperrorgan einer Ladepumpe (4) mit gesondert angetriebenen, einzeln sowie gemeinsam betreibbaren Pumpen-Laufrädern (8, 9) eine Drosselklappe (15) in der Verteilkammer (10) ist.

4. Ladepumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein druckseitiges Absperrorgan in der Verbindungsleitung (11) einer Ladepumpe (40) mit Pumpen-Laufrädern (8, 9) auf einer gemeinsamen, von der Abgasturbine (16) und/oder vom Fremdantrieb (17) antreibbaren Welle (19) angeordnet ist.

5. Ladepumpe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Absperrorgan (15, 20) kennfeldgesteuert ist.

6. Ladepumpe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Absperrorgan (15, 20) zur Vergleichmäßigung der Pumpen-Förderströme förderdruckabhängig gesteuert/geregelt ist.

7. Ladepumpe nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das fremdangetriebene Pumpen-Laufrad (9) in seiner Drehzahl förderdruckabhängig gesteuert/geregelt ist.

8. Ladepumpe nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit aus einem marktüblichen Abgasturbolader und einem das weitere Pumpen-Laufrad umfassenden Gehäuse gebildet ist.