EP0006546B1 - Luftgekühlte Brennkraftmaschine - Google Patents

Luftgekühlte Brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
EP0006546B1
EP0006546B1 EP79101953A EP79101953A EP0006546B1 EP 0006546 B1 EP0006546 B1 EP 0006546B1 EP 79101953 A EP79101953 A EP 79101953A EP 79101953 A EP79101953 A EP 79101953A EP 0006546 B1 EP0006546 B1 EP 0006546B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion engine
internal combustion
speed
cooling
air blower
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP79101953A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0006546A1 (de
Inventor
Paul Dipl.-Ing. Tholen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kloeckner Humboldt Deutz AG
Original Assignee
Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kloeckner Humboldt Deutz AG filed Critical Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority to AT79101953T priority Critical patent/ATE332T1/de
Publication of EP0006546A1 publication Critical patent/EP0006546A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0006546B1 publication Critical patent/EP0006546B1/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/02—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
    • F01P7/04—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio
    • F01P7/042—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio using fluid couplings

Definitions

  • the invention relates to an air-cooled internal combustion engine, which is regulated from a predeterminable speed to the nominal speed with decreasing torque to an approximately constant power.
  • the object of the invention is to better adapt the actual cooling capacity of a cooling air blower to the required cooling capacity in an air-cooled internal combustion engine of the type mentioned at the outset.
  • the invention is based on the knowledge that, starting from the predeterminable speed, the internal combustion engine no longer controls the cooling air fan as a function of the engine speed, but as a function of its output.
  • the dependency of the cooling air fan speed on the internal combustion engine speed up to the predeterminable internal combustion engine speed is thus replaced by a power-dependent speed control of the cooling air fan.
  • This ensures that the power consumption of the cooling air blower adapts to the cooling power requirement of the internal combustion engine, so that a greater useful output is available in the high speed range on the output shaft of the internal combustion engine.
  • the fan noise is reduced in this area in relation to the engine noise.
  • the cooling air blower be driven via a hydrodynamic coupling, the filling of which is controlled as a function of the position of a control rod of a fuel injection pump with a speed controller.
  • the filling of the hydrodynamic coupling can be regulated by the static pressure of the cooling fan. If a specified hood pressure, which increases with the cooling fan speed, is exceeded, the filling of the hydrodynamic clutch is reduced.
  • the invention can be applied to both naturally aspirated and supercharged internal combustion engines. In the latter case, it is advantageous to regulate the filling of the hydrodynamic coupling of the cooling fan by means of the boost pressure. If a specified boost pressure is exceeded, the filling of the hydrodynamic clutch is increasingly reduced.
  • the torque line 1 runs approximately on a power hyperbola 2.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine luftgekühlte Brennkraftmaschine, die von einer vorgebbaren Drehzahl an bis zur Nenndrehzahl bei sinkendem Drehmoment auf eine annähernd konstante Leistung geregelt wird.
  • Aus der DE-B-11 37 904 ist eine luftgekühlte Brennkraftmaschine bekannt, bei welcher das Kühlluftgebläse, um den von ihm erzeugten Kühlluftstrom an den Wärmebedarf der Brennkraftmaschine anzupassen, unter Zwischenschaltung einer hydrodynamischen Kupplung temperaturabhängig gesteuert wird, wobei der Antrieb des Kühlluftgebläses mit der Brennkraftmaschine drehzahimäßig gekoppelt ist.
  • Es ist bekannt (Diesel and Gas Turbine Progress 1973, S. 17), derartige Brennkraftmaschinen so auszulegen, daß sie eine starke Drehmomentüberhöhung aufweisen. Sie haben einen Drehmomentverlauf, der im oberen Drehzahlbereich sich weitgehend mit dem Verlauf der Leistungshyperbel deckt. Da in diesem Bereich die Leistung annähernd konstant ist, ist auch der Kühlleistungsbedart annähernd konstant. Da in dem konstanten Leistungsbereich die Drehzahl der Brennkraftmaschine variieren kann, variiert damit analog auch die Kühlluftgebläsedrehzahl, obwohl kein erhöhter Wärmeanfall vorliegt. Dies geschieht deshalb, weil die Füllung der hydrodynamischen Kupplung konstant bleibt.
  • Es ist aus der DE-B-1173290 bei einer wassergekühlten Brennkraftmaschine bekannt, den Lüfter unter Zwischenschaltung einer hydrodynamischen Kupplung von der Brennkraftmaschine anzutreiben. Die hydrodynamische Kupplung arbeitet temperaturabhängig und zwar in Abhängigkeit der Temperatur des Kühlmittels. Hierbei wird die Lüfterdrehzahl von einem bestimmten Wert an konstant gehalten, wobei dann dafür gesorgt werden muß, daß bei Anfall der höchsten Leistung der Brennkraftmaschine die dann anfallende Wärmemenge rückgekühlt werden kann, da sonst die Brennkraftmaschine ein Wärrnekollaps erleidet.
  • Dies wird bei wassergekühlten Brennkraftmaschinen dadurch erreicht, daß der Kühlmitteldurchfluß von der Brennkraftmaschine zum Kühler über einen Thermostaten gesteuert wird und daß die gesamte Kühlanlage derart ausgelegt ist, daß beim Konstanthalten der Lüfterdrehzahl noch nicht der ganze Kühlmittelfluß durch den Kühler strömt, sondern daß aufgrund des Thermostaten erst ein Teil durch den Kühler strömt. Wird der Wärmeanfall der Brennkraftmaschine größer, so öffnet das Thermostat den Durchfluß zum Kühler weiter, so daß die anfallende Wärmemenge rückgekühlt wird.
  • Es ist weiterhin bei einer wassergekühlten Brennkraftmaschine bekannt (DE-A-1905631), den Lüfter mit der Wasserpumpe zu koppeln und beide ab einer bestimmten Drehzahl konstant zu halten. Auch hierbei ist die Kühlanlage derart ausgelegt, daß ab dieser Drehzahl noch nicht die volle Kühlmittelmenge durch den Kühler strömt, sondern daß Reserven vorhanden sind, um die beim Ansteigen der Brennkraftmaschinenleistung erfolgende erhöhte Wärmemenge rückzukühlen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer luftgekühlten Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art die tatsächliche Kühlleistung eines Kühlluftgebläses der erforderlichen Kühlleistung besser anzupassen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drehzahl eines Kühlluftgebläses in diesem Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine annähernd konstant gehalten wird.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ab der vorgebbaren Drehzahl, der Brennkraftmaschine das Kühlluftgebläse nicht mehr in Abhängigkeit der Brennkraftmaschinendrehzahl gesteuert wird, sondern in Abhängigkeit deren Leistung. Die bis zu der vorgebbaren Brennkraftmaschinendrehzahl vorhandene Abhängigkeit der Kühlluftgebläsedrehzahl von der Brennkraftmaschinendrehzahl wird also ersetzt durch eine leistungsabhängige Drehzahlregelung des Kühlluftgebläses. Damit wird erreicht, daß sich die Leistungsaufnahme des Kühlluftgebläses dem Kühlleistungsbedarf der Brennkraftmaschine anpaßt, so daß im hohen Drehzahlbereich an der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine eine größere Nutzleistung zur Verfügung steht. Zudem ist das Gebläsegeräusch in Relation zum Motorgeräusch in diesem Bereich verringert.
  • In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Kühlluftgebläse über eine hydrodynamische Kupplung angetrieben wird, dessen Füllung in Abhängigkeit von der Stellung einer Regelstange einer Kraftstoffeinspritzpumpe mit Drehzahlregler gesteuert wird.
  • Bei konstanter Drehzahl ist die Regelstangenstellung in erster Näherung ein Maß für die Leistung der Brennkraftmaschine und damit für die bezweckte Regelung sehr gut geeignet.
  • Die Füllung der hydrodynamischen Kupplung kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung durch den statischen Druck des Kühlgebläses geregelt werden. Bei Überschreitung eines vorgebenen Haubendrucks, der mit der Kühlgebläsedrehzahl steigt, wird die Füllung der hydrodynamischen Kupplung reduziert.
  • Die Erfindung kann sowohl bei frei saugenden als auch bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen angewendet werden. Im letzteren Fall ist es vorteilhaft, die Füllung der hydrodynamischen Kupplung des Kühlgebläses durch den Ladedruck zu regeln. Bei Überschreiten eines vorgebenen Ladedrucks, wird die Füllung der hydrodynamischen Kupplung zunehmend reduziert.
  • Ferner können andere leistungsabhängige Betriebsgrößen, z.B. charakteristische Bauteiltemperaturen zur Regelung herangezogen werden. Die an sich bekannten thermostatischen Regelverfahren über Abgas-, Bauteil- oder Ablufttemperaturen lassen sich in vorteilhafter Weise mit der erfindungsgemäßen Gebläseauslegung kombinieren, wobei die letztgenannten Regelverfahren vorzugsweise für den Teillastbereich ihre Gültigkeit behalten.
  • In der Zeichnung ist die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Regelung anhand eines Schaubilds dargestellt.
  • In dem Schaubild sind über der Drehzahl der Brennkraftmaschine der Regelstangenweg Yr. das Drehmoment Md, die Gebläsedrehzahl nG, die Leistung der Brennkraftmaschine Ne, der Drehzahlschlupf der hydrodynamischen Kupplung und die Gebläseantriebsleistung NG aufgetragen. Alle Kenngrößen sind in Prozenten angegeben.
  • Im Drehzahlbereich von 70% bis 100% der Nenndrehzahl der Brennkraftmaschine verläuft die Drehmomentlinie 1 ungefähr auf einer Leistungshyperbel 2.
  • Der Gebläseantrieb wird so ausgelegt, daß er bereits bei 70 % der Drehzahl der Brennkraftmaschine seine Nenndrehzahl erreicht. In diesem Betriebszustand ist die hydraulische Kupplung vollständig gefüllt, so daß ihr Schlupf annährend Null ist. Mit weiter steigender Drehzahl der Brennkraftmaschine wird der Ölzufluß zur Kupplung in Abhängigkeit von der Stellung einer Regelstange einer Kraftstoffeinspritzpumpe oder von anderen geeigneten Steuerung- oder Regelgliedern, die eine leistungsabhängige Stellgröße liefern, zunehmend gedrosselt, so daß der Schlupf des Gebläses bei Vollast und Nenndrehzahl der Brennkraftmaschine ungefähr 30% beträgt. Der - Verlauf des Gebläseschlupfes ist im Schaubild mit 3 bezeichnet, wobei die gestrichelte Linie den ungeregelten Verlauf darstellt.
  • Die Leistungsaufnahme des Gebläses ist mit 4 bezeichnet. Sie nimmt mit steigender Drehzahl mit der dritten Potenz zu und erreicht bereits bei 70 % der Nenndrehzahl fast ihre volle Höhe. Ohne die erfindungsgemäße Regelung des Gebläses würde die Gebläseleistung entsprechend der gestrichelten Linie mit zunehmender Drehzahl der Brennkraftmaschine weiter steigen und bei Nenndrehzahl der Brennkraftmaschine etwa 300 % erreichen. Durch die Regelung wird dieser hohe Anstieg vermieden und entsprechend der Wirkungsgradminderung auf nur 130 % begrenzt. Die Kurven 5 und 6 geben den Verlauf der Gebläsedrehzahl bzw. der Leistung der Brennkraftmaschine wieder, während die Kurve 7 den Regelstangenweg darstellt.

Claims (5)

1. Luftgekühlte Brennkraftmaschine, die von einer vorgebbaren Drehzahl an bis zur Nenndrehzahl bei sinkendem Drehmoment auf eine annähernd konstante Leistung geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl eines Kühlluftgebläses in diesem Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine annähernd konstant gehalten wird.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlluftgebläse über eine hydrodynamische Kupplung angetrieben wird, dessen Füllung in Abhängigkeit von der Stellung eines Regelstange einer Kraftstoffeinspritzpumpe mit Drehzahlregler gesteuert wird.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung einer hydrodynamischen Kupplung des Kühlgebläses durch dessen statischen Druck geregelt wird.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3 mit Abgasturboaufladung, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung einer hydrodynamischen Kupplung des Kühlluftgebläses durch den Ladedruck geregelt wird.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Teillastbereich die Füllung der hydrodynamischen Kupplung des Kühlluftgebläses in bekannter Weise thermostatisch in Abhängigkeit von Abgas-, Bauteil- oder Ablufttemperatur geregelt wird.
EP79101953A 1978-07-05 1979-06-15 Luftgekühlte Brennkraftmaschine Expired EP0006546B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT79101953T ATE332T1 (de) 1978-07-05 1979-06-15 Luftgekuehlte brennkraftmaschine.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2829469 1978-07-05
DE19782829469 DE2829469A1 (de) 1978-07-05 1978-07-05 Aufgeladene luftgekuehlte brennkraftmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0006546A1 EP0006546A1 (de) 1980-01-09
EP0006546B1 true EP0006546B1 (de) 1981-10-21

Family

ID=6043568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP79101953A Expired EP0006546B1 (de) 1978-07-05 1979-06-15 Luftgekühlte Brennkraftmaschine

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0006546B1 (de)
AT (1) ATE332T1 (de)
DE (1) DE2829469A1 (de)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2948268A (en) * 1957-08-26 1960-08-09 Eaton Mfg Co Engine accessory and drive mechanism therefor
US3094975A (en) * 1959-09-22 1963-06-25 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Governor
US3149465A (en) * 1960-08-19 1964-09-22 Gen Motors Corp Hydraulic coupling with thermosensitive control means
DE1269417B (de) * 1963-07-25 1968-05-30 Daimler Benz Ag Servohydraulikanlage fuer Kraftfahrzeuge
US3296892A (en) * 1964-04-24 1967-01-10 Gordon M Gibson Constant select speed accessory group drive
US3270509A (en) * 1965-05-14 1966-09-06 Gen Motors Corp Accessory drive mechanism

Also Published As

Publication number Publication date
ATE332T1 (de) 1981-11-15
EP0006546A1 (de) 1980-01-09
DE2829469A1 (de) 1980-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2617708C3 (de) Aufgeladene Brennkraftmaschine
DE2628800A1 (de) Heissgaskolbenmotor mit einem mit einer motorwelle gekuppelten ventilator fuer verbrennungsluft
DE10155339A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors und Kraftfahrzeug
DE102010031007A1 (de) Ein Verfahren und ein System zum Steuern der Turbineneinlaßtemperatur
EP0022585A1 (de) Bypasssteuereinrichtung für turboaufgeladene Verbrennungsmotoren
DE60212952T2 (de) Gasturbine, die gasturbine enthaltendes fahrzeug und verfahren zur motorbremsung einer gasturbine
DE69401668T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Zweitaktbrennkraftmaschine
DE2838490B1 (de) Verfahren zum Betrieb einer aufgeladenen Dieselbrennkraftmaschine fuer Schiffsantrieb,sowie Dieselbrennkraftmaschine zur Ausfuehrung des Verfahrens
DE10112531B4 (de) Dieselmotor mit einem Vorverdichter
DE2617709C3 (de) Abgasturbogeladene Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung
CH662394A5 (de) Dieselbrennkraftmaschine.
EP1685316B1 (de) Verfahren zur optimierung des nutzungsgrades in einer antriebseinheit und antriebseinheit
DE665955C (de) Hilfsantrieb fuer durch Abgasturbinen angetriebene Kreiselgeblaese, insbesondere fuer Brennkraftmaschinen
EP1043483B1 (de) Verfahren zum Regeln der Schmierung, vorzugsweise bei Verbrennungsmotoren und Anordnung zum Regeln gemäss dem Verfahren
DE1751845B2 (de) Gasturbinentriebwerk fuer flugzeuge
DE102020105903A1 (de) Steuerungsstrategie für eine Kühlmittelpumpe mit variabler Drehzahl
EP0659990B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE2731387A1 (de) Gasturbinen-kraftmaschine mit abgas-rezirkulation
EP0006546A1 (de) Luftgekühlte Brennkraftmaschine
CH262376A (de) Verfahren zum Betriebe von Kolben-Brennkraftmaschinen und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
CH244431A (de) Einrichtung zur Regelung von Verbrennungsturbinenanlagen.
DE3439444A1 (de) Verfahren und einrichtung zum betrieb eines abgasturboladers
DE717841C (de) Regeleinrichtung fuer eine mit Aufladung und indirekter Leistungsuebertragung arbeitende Brennkraftmaschine
DE1451987A1 (de) Einspritzbrennkraftmaschine,die mit stark schwankender Drehzahl und Belastung betrieben wird
CH205291A (de) Brennkraftmaschine.

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT FR GB IT

17P Request for examination filed
ITF It: translation for a ep patent filed
GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT FR GB IT

REF Corresponds to:

Ref document number: 332

Country of ref document: AT

Date of ref document: 19811115

Kind code of ref document: T

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 19930512

Year of fee payment: 15

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 19930513

Year of fee payment: 15

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 19930519

Year of fee payment: 15

ITTA It: last paid annual fee
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Effective date: 19940615

Ref country code: AT

Effective date: 19940615

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 19940615

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Effective date: 19950228

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT