DE976914C - Einspritzbrennkraftmaschine, die mit stark schwankender Drehzahl und Belastung betrieben wird - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspritzbrennkraftmaschine, die mit stark schwankender Drehzahl und Belastung betrieben wird und deren Leistung von einer bestimmten Drehzahl an mit Hilfe eines besonderen Reglers durch Begrenzung der Höchstbrennstoffmenge an der Brennstoffeinspritzpumpe etwa konstant gehalten wird.

Die Erfindung ist auf die Gestaltung des Drehmomentverlaufs einer Einspritzbrennkraftmaschine der vorstehend näher beschriebenen Art gerichtet. Die Drehmomentkennlinie soll, wenn die Drehzahl

der Einspritzbrennkraftmaschine von der höchsten Drehzahl derselben aus abnimmt, stark ansteigen, und zwar so stark, daß auf das der Einspritzbrennkraftmaschine nachgeschaltete Wechselgetriebe wenn nicht ganz, so doch zum größten Teil verzichtet werden kann. Es sind bisher viele Vorschläge gemacht worden, die die gewünschte Drehmomentcharakteristik zur Folge haben sollen. Mit allen diesen Vorschlägen war jedoch jeweils ein ao schwerwiegender Nachteil verbunden, der die praktische Anwendung ausschloß. In nachfolgendem

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wird auf die hier am wichtigsten erscheinenden Vorschläge näher eingegangen.

Es wurde der Vorschlag- gemacht, die Leistung der Einspritzbrennkraftmaschine -von einer bestimmten Drehzahl an mit Hilfe eines besonderen Reglers durch Begrenzung der Höchstbrennstoffmenge an der Brennstoffeinspritzpumpe etwa konstant zu halten. Die Verwirklichung dieses Vorschlages bedingt eine Überbemessung der Einspritzbrennkraftmaschine derart, daß sie bereits im mittleren Drehzahlbereich imstande ist, ein im Hinblick auf die Aufgabenstellung der Erfindung genügend großes Drehmoment abzugeben.

Die Beeinflussung der einzuspritzenden Brennstoffmenge durch einen besonderen Regler hat man auch so vorgenommen, daß die Brennstoffmengen den im Verbrennungsraum jeweils vorhandenen, durch die Einströmverhältnisse bedingten Luftmengen über den gesamten Vollastbereich derart angepaßt werden, daß ein gleichbleibendes oder angenähert gleichbleibendes Mischungsverhältnis von Brennstoff und Luft von einer bestimmten höheren Drehzahl an aufrechterhalten bleibt, die Maschine also über den gesamten Vollastbereich rauchfrei as arbeitet. Die Anpassung der einzuspritzenden Höchstbrennstoffmenge an die Rauchgrenze der Maschine wurde auch erzielt durch die Anordnung einer zusätzlichen Feder im Drehzahlregler der Maschine oder durch ein an die Brennstoffdruckleitung zur Einspritzdüse angeschlossenes Abströmventil. Diese drei-Mittel haben den gleichen, verhältnismäßig geringfügigen und im Vergleich mit der neuen Erfindung nicht zufriedenstellenden Drehmomentanstieg zur Folge.

Einen Einfluß auf die Gestaltung des Drehmomentverlaufs einer Einspritzbrennkraftmaschine haben auch die an sich bekannten Abgasturbolader. Im allgemeinen werden die Abgasturbolader so ausgelegt, daß die Brennkraftmaschine bei ihrer höchsten Drehzahl die höchste Leistung aufweist. Eine in dieser Art aufgeladene Einspf itzbrennkraf tmaschine erfordert aber ebenso wie eine nicht aufgeladene Einspritzbrennkraftmaschine ein feinstufiges Wechselgetriebe zur Übertragung des Drehmomentes beispielsweise auf die Räder eines Fahrzeuges, damit die Einspritzbrennkraftmaschine bei allen Fahrzeuggeschwindigkeiten imstande ist, ihre Höchstleistung abzugeben. Einer Vorveröffentlichung zufolge soll es nunmehr bereits gelungen sein, einen Fahrzeugdieselmotor und seine Abgasturbolader so auszulegen, daß sein Zugvermögen auch im Aufladebetrieb beim Abfallen der Drehzahl ansteigt. Nach den Ausführungen in dieser Vorveröffentlichung wurde der günstigere Verlauf der Drehmomentkennlinie zunächst nur unter Inkaufnahme eines nicht mehr rauchfreien Betriebes im unteren Drehzahlbereich erzielt.

Die Erfindung macht zur Erzielung des gewünschten Verlaufes der Drehmomentkennlinie von einem Abgasturbolader Gebrauch. Nach der Erfin^ - dung soll dieser bei einer eingangs beschriebenen Einspritzbrennkraftmaschine jedoch so ausgelegt sein, daß. er die bei der halben Höchstdrehzahl der Maschine und voller Brennstoffzufuhr anfallenden Abgase mit bestem Wirkungsgrad ausnutzt. Durch die Erfindung ergibt sich eine Einspritzbrennkraftmasehine, die -nicht überbemessen ist, die bei etwa ihrer halben Höchstdrehzahl ein so großes Drehmoment hat, daß ein nachgeschaltetes Wechselgetriebe wenn nicht ganz, so doch zum großen Teil eingespart werden kann, und die einen rauchfreien Betrieb über ihren ganzen Drehzahl- und Belastungsbereich hat, eine Einspritzbrennkraftmaschine also, die allen gerechterweise zu stellenden Forderungen entspricht.

Es soll hier erwähnt werden, daß im Zusammenhang mit Ladegebläsen allein zum Zwecke, ein mit fallender Drehzahl der Maschine ansteigendes Drehmoment zu erhalten, Ausblaseventile vorgeschlagen wurden, durch die mit steigender Drehzahl der Maschine entweder mehr und mehr Ladeluft oder Abgase ausgeblasen werden. Es versteht sich von selbst, daß Ausblaseventile zu diesem Zweck unwirtschaftlich sind. Im Rahmen der Erfindung wird zur weiteren Ausgestaltung derselben jedoch auch ein in der Abgasleitung vorgesehenes Ausblaseventil vorgeschlagen, um eine unzulässige Beanspruchung des Abgasturbosatzes zu vermeiden. Das erfindungsgemäß vorgesehene Ausblaseventil soll mit zunehmender Belastung und nach Erreichen der halben Höchstdrehzahl auch mit zunehmender Drehzahl mehr und mehr geöffnet werden.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise schematisch dargestellt.

Die Brennkraftmaschine 1 treibt mit ihren Abgasen eine Abgasturbine 2 an, die mit einem der Brennkraftmaschine die Verbrennungsluft unter erhöhtem Druck zuführenden Aufladegebläse 3 gekuppelt ist. Der Abgasturbosatz 2, 3 ist so bemessen, daß er die bei der halben Höchstdrehzahl der Maschine und voller Brennstoffzufuhr anfallenden Abgase mit bestem Wirkungsgrad ausnutzt und somit die Brennkraftmaschine bei etwa der halben Höchstdrehzahl auf den höchstmöglichen Mitteldruck auflädt. Die hierbei erzielbare Maschinenleistung liegt, wie durch Rechnung leicht bewiesen .werden kann, beträchtlich über der bei der höchsten Drehzahl erreichbaren Leistung der unaufgeladenen Maschine. Diese Leistung ist die Höchstleistung der Maschine, die in der oberen Hälfte des Drehzahlbereiches nicht oder nicht nennenswert "überschritten werden soll. Um das zu erreichen, weist die Maschine neben dem normalen Leistungsregler 4, der in Abhängigkeit von der Belastung die von der Brennstoffpumpe 5 eingespritzte Brennstoffmenge bemißt und durch Spannen seiner Reglerfeder 6 mittels des Hebels 7 auf beliebige Drehzahlbereiche einstellbar ist, einen zweiten Regler 8 auf, der die Aufgabe hat, die vom Leistungsregler 4 ingestellte Brennstoffmenge nach oben hin zu be- lao grenzen. Der Regler 8 steuert zu diesem Zweck einen Höchstmengenbegrenzungsanschlago, in der Bahn des Mengenverstellgliedes 10 der Brennstoffeinspritzpumpe. Der Regler 8 ist so bemessen und eingestellt, daß der Anschlag 9 seine die höchstzulässige Brennstoffmenge zulassende Stellung bei-

behält, bis die Maschine etwa ihre halbe Höchstdrehzahl erreicht hat. Sobald diese Drehzahl jedoch überschritten wird, beginnt der Regler 8 den Anschlag 9 mit zunehmender Drehzahl mehr und mehr nach links zu verschieben. Dadurch wird die vom Leistungsregler eingestellte Höchstmenge mehr und mehr verkleinert, da der Höchstmengenanschlag 9 die Höchstmengenlage des Mengenverstellgliedes 10 begrenzt. Das Bewegungsgesetz des Anschlages 9 wird gegebenenfalls mittels eines zwischen Regler 8 und Anschlag 9 eingeschalteten Kurvenstückes so bemessen, daß die Höchstleistung der Maschine von der halben Höchstdrehzahl an aufwärts etwa konstant bleibt.

Um eine unzulässige Beanspruchung des Abgasturbosatzes zu vermeiden, ist an die Abgasleitung 11 der Maschine ein Ausblaseventil 12 angeschlossen, welches mit zunehmender Belastung der Maschine und nach Erreichen etwa der halben Höchst-

ao drehzahl auch mit zunehmender Drehzahl mehr und mehr geöffnet wird. Das Ausblaseventil 12 ist zu diesem Zweck beispielsweise an die Drehachse eines doppelarmigen Differentialhebels 13 angelenkt, an dessen einem Ende der Leistungsregler 4 und an dessen anderem Ende der den Höchstmengenanschlag 9 steuernde Regler 8 angreift. Da der Regler 8 bis zur halben Höchstdrehzahl der Maschine nicht anspricht, erfolgt die Regelung des Ausblaseventils bis dahin ausschließlich durch den Leistungsregler 4. Hierbei wird der Anlenkpunkt A des Differentialhebels 13 zum Drehpunkt. Beim Überschreiten der halben Höchstdrehzahl überträgt auch der Regler 8 seine Ausschläge auf den Differentialhebel 13, so daß das Ausblaseventil nunmehr von den Reglern 4 und 8 gemeinsam gesteuert wird.

Claims (2)

Patentansprüche.

1. Einspritzbrennkraftmaschine, die mit stark schwankender Drehzahl und Belastung betrieben wird und deren Leistung von einer bestimmten Drehzahl an mit Hilfe eines besonderen Reglers durch Begrenzung der Höchstbrennstoffmenge an der Brennstoffeinspritzpumpe etwa konstant gehalten wird, gekennzeichnet durch einen Abgasturbolader, der so ausgelegt ist, daß er die bei der halben Höchstdrehzahl der Maschine und voller Brennstoffzufuhr anfallenden Abgase mit bestem Wirkungsgrad ausnutzt.

2. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgasleitung ein an sich bekanntes Ausblaseventil (12) vorgesehen ist, welches mit zunehmender Belastung und nach Erreichen der halben Höchstdrehzahl auch mit zunehmender Drehzahl mehr und mehr geöffnet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 450 163, 524 627, 624301, 654269, 717 176;

schweizerische Patentschrift Nr. 177 701;

»Hütte«, 1937, Bd. II, S. 537, Tafel 6;

VDI-Zeitschrift, Bd. 72 (1928), S. 1869 bis 1872; Bd. 82 (1938), S. 1143 bis 1152; Bd. 85 (1941), S.988;

Schweizerische Bauzeitung, Bd. 119 (1942), Nr. 13, S. 147 bis 153.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 748 261.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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