NO147455B - Brennstoffreguleringssystem for et hjelpebrennkammer i en med avgassturboladning arbeidende, kompresjonstent innsproeytnings-forbrenningsmotor - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et brennstoffregulerings-

system for hjelpebrennkammer i en med avgassturboladning arbeidende, kompresjonstent innsprøytings-forbrenningsmotor, særlig en dieselmotor, hvor ladeluften leveres til hjelpebrennkammeret gjennom en omløpsledning, idet brennstoffreguleringssystemet hindrer et trykkfall ved motorens innløp under en ved hjelp av en inn-stillingsinnretning innstillbar minsteverdi.

Por forståelsen av oppfinnelsen skal det innledningsvis vises til norsk patent nr. 143-816 hvor det er beskrevet en overladet forbrenningsmotor. Motorens forgreningskanal kan være helt åpen i enkle tilfeller.

Den kanal som er beskrevet i ovenstående patent, er forsynt med strupeorganer for kontinuerlig variabel gjennom-strømning, styrt i det vesentlige bare på basis av trykkene som hersker foran og bak struperorganet, idet en økning av trykket bak struperorganet virker til å redusere gjennomstrømningstverr-snittet gjennom struperen og økning av trykket foran struperen til å øke dette tverrsnitt slik at trykkforskjellen som skapes av struperen varierer i samme retning som trykket i forgreningskanalen foran struperen, hvilket system generelt er gunstig.

Oppfinnelsen er særlig, men ikke utelukkende

knyttet til dieselmotorer (betegnelsen skal omfatte motorer hvor tenningen av brennstoffet som innsprøytes i hver sylinder bare skyldes den høye temperatur og trykk som luften i sylinderen oppnår i innsprøytningsøyeblikket), samt, mer spesielt, men ikke utelukkende, dieselmotorer med høy overladningsgrad, (opptil over 5) og relativt lavt kompresjonsforhold (kan være under 8). Slike. meget sterkt overladede dieselmotorer vil pr. forbrenningssyklus' forbrenne fire til fem ganger mer brennstoff enn samme motor

som ikke er overladet. Motorens innsprøytningspumpe må naturlig-vis dimensjoneres deretter. Men for ikke å øke gassens temperatur for mye (og særlig eksosgassens temperatur), hvilket hurtig ville ødelegge motorens organer, er det nødvendig ikke bare å tilføre den nødvendige forbrenningsluft, men også et luftover-skudd (som kan gå opp til 150 prosent av forbrenningsluften) og som skal holde gasstemperaturen i sylinderne på et akseptabelt nivå. Med andre ord må forbrenningsblandingens fethet (forholdet mellom innsprøytet mengde brennstoff og luftmengden) hindres i å komme høyere enn en viss verdi.

Det er allerede foreslått, f.eks. i U.S. patent

nr. 3*096.6151 å beskytte en overladet motor ved å begrense tilførselen av innsprøytet brennstoff pr. syklus som funksjon av den luftmengde som leveres av kompressoren, dvs. i praksis som funksjon av overladningstrykket. For dette formål blir brennstofftilførselen forsynt med tilførselsbegrensere som generelt omfatter, i forbindelse med mekanisk brenselpumpe, ;et organ som regulerer innstillingen for tannstanganlegget, avhengig av overladningstrykket. ;Et slikt system, som kan kalles "passivt" fordi ;det bare har begrensningsvirkning, beskytte motoren effektivt ved å hindre en økning av innsprøytet brennstoff utover en verdi som kan aksepteres på basis av innløpstrykket som man ikke er herre over i klasiske overladede motorer (uten gjen-oppvarming av eksosgassen før innløp til turbinen). For en forbrenningsmotor forsynt med hjelpeforbrenningskammer av den typen som er beskrevet i ovenstående U.S. patent, unngår man bare dette problemet ved å velge en i det vesentlige konstant verdi som overladningstrykket holdes på og som svarer til ugunstige driftsforhold for motoren, hvilket fører til en for kraftig innstilling under det meste av driften med følgende overflødig forbruk i hjelpeforbrenningskammeret. ;Dessuten gir nevnte begrensning (av brennstoffmengden) en alvorlig ulempe i forbindelse med alle overladede motorer uten forgreningskanal som er åpen permanent: akselera-sjonsevnen blir kraftig påvirket i ugunstig retning på grunn av at den økede levering av brennstoff som sprøytes inn i motoren og som er nødvendig for en akselerasjon, forsinkes av disse begrensningsorganer så lenge som overladningstrykket ikke har øket til et høyere nivå som forårsaker tilbaketrekking av nevnte tannstanganlegg i brennstoffpumpen, med andre ord er motoren langsom når det gjelder å svare på belastningsøkning eller hastighetsøkning. Denne feilen blir desto mer markert når overladningsgraden ved normal belastning stiger, og i praksis uakseptabel på motorer som skal svare meget hurtig på akse-lerasjonsbetjening og som har en overladningsgrad som er høyere enn den som er vanlig i dag, nemlig ikke over i|. ;I henhold til foreliggende oppfinnelse tilveiebringes et brennstoffreguleringssystem som nevnt innledningsvis, hvilket system er kjennetegnet ved at innstillingsinnretningen i avhengighet av■brennstoffinnsprøytingen i motoren for hver verdi av brennstof f innsprøytningsmengden pr. arbeidssyklus definerer en bestemt minsteverdi av trykket ved motorens innløp, ved hvis underskridelse hjelpebrennkammerets innsprøytningsventil åpner seg. ;Ytterligere trekk ved brennstoffreguleringssystemet ifølge oppfinnelsen vil gå frem av underkravene. ;Med oppfinnelsen oppnås forbedret akselerasjonsevne og motoren beskyttes bedre mot overoppheting uten dermed i for sterkt grad å øke forbruket i hjelpeforbrenningskammeret av brennstoff. ;Masseforholdet luft/brennstoff hindres permanent i ;å falle lavere enn det nivå hvor maksimaletemperaturen som nås i gassen i sylinderen blir uakseptabel for motoren. ;I den forbindelse skal det nevnes at alle motorer har en be-grensende faktor som er egen for motoren og som kan være eksos-ventilenes temperatur, stempeltemperaturen etc. Den maksimale temperaturbelastning svarer således til denne faktor. ;Reguleringsanordningen kan ha en hvilken som helst egnet oppbygning, pneumatisk, elektrisk eller elektronisk. Når tilførselsorganet for brennstofftilførsel til hjelpekammeret styres pneumatisk, vil man vanligvis ønske å benytte pneumatisk utstyr. I andre tilfelle kan det være en fordel å benytte elek-troniske reguleringsorganer for regulering av brennstoffleveringen til hjelpekammeret. ;Oppfinnelsen vil forstås bedre i lys av den følgende beskrivelse som omhandler en særlig utførelse av oppfinnelsen, ;og i forbindelse med de vedlagte tegninger hvor: Figur 1 er et diagram som illustrerer funksjons-forholdene for en overladet forbrenningsmotor med kompresjons- ;tenning, i henhold til oppfinnelsen, ;- figur 2 er et skjema som viser prinsippet for en overladet motor forsynt med mekanisk brennstofftilførsel og pneumatisk styring av innstillingsverdien, - figur 3 viser en kurve over en mulig lov for for-andringen av innstillingstrykket som funksjon av den innsprøytede brennstoffmengde pr. forbrenningssyklus, - figur 4 er ®n detalj som viser en variant av styringsorganet på figur 2, - figur 5 er et mer komplett skjema enn figur 2 og viser en variant av utførelsen som omfatter et organ for automatisk regulering av trykktapet i forgreningsledningen til en verdi som er uavhengig av brennstoffmengden gjennom kanalen og - figur 6 er et prinsippskjerna over en annen ut-førelsesvariant med elektronisk styring. ;Oppfinnelsen skal beskrives som et eksempel, på en motorgruppe som omfatter en forbrenningsmotor med kompresjonstenning og relativt lavt kompresjonsforhold (under 8) forsynt med turbokompressor for høy overladning i forhold til kjente over-ladningsforhold og forsynt med en forgreningskanal med for-brenningskammer som slipper igjennom til turbinen hele kompressor-leveringen som ikke absorberes av motoren. En slik motorgruppe er vist skjematisk på figur 2, man ser forbrenningsmotoren 10 forsynt med inntaksmanifold 11 og eksosmanifold 12, en turbokompressor oppbygget av luftkompressoren 13 og turbinen 14 og en forgreningskanal 15 forsynt med et hjelpeforbrenningskammer l6. ;En mekanisk pumpe 17 med kamstyring drevet av motoren innsprøyter pr. forbrenningssyklus i hver sylinder en brennstoffmengde som bestemmes av stillingen til tannstangen l8 og man vil i det føl-gende anta at en forskyvning av tannstangen mot høyre gir en økning av den innsprøytede brennstoffmengde. Endelig omfatter motorgruppen i forgreningskanalen 15 struperorganer 19 som auto— matisk regulerer trykkfallet til et nivå uavhengig av brennstoff-tilførselen gjennom kanalen 15 og som er en økende funksjon - ;med fordel i det vesentlige lineær - av overladningstrykket. ;Et funksjonsdiagram for en slik motor er vist skjematisk på figur 1 hvor effekten W på motorakselen er ført opp som ordinat og motorens omdreiningshastighet langs abscissen. Følgelig vil kurvene for drift under konstant hastighet (dvs. med en gitt innstilling av regulatoren for en klassisk dieselmotor) være rette linjer parallelle med ordinataksen, kurvene for konstant effekt vil representere rette linjer gjennom origo. ;Det mulige funksjonsområdet for en dieselmotor er begrenset på den ene side av mekaniske eller termiske faktorer og på den andre siden av krav til effektiv funksjonering, dvs. ;til kompresjonstenningen. De tilsvarende grenser er vist på ;figur 1 ved heltrukne linjer som skiller forskjellige virke-områder fra hverandre i foreliggende tilfelle. ;Den maksimale effekt som motoren kan levere er begrenset av det maksimalt tillatelige trykk i sylinderne, hvis man antar, hvilket er riktig som en første tilnærming, at momentet er uavhengig av hastigheten, er den tilsvarende grense representert ved den rette linjen 6 gjennom origo. Hvis imidlertid turbokompressorens ytelse er tilstrekkelig høy, vil man, som det vil fremgå klarere i det følgende, kunne føre en del av eksosgassen ut til atmosfæren (området betegnet med III) og man kan fremdeles øke momentet samtidig som motoren holdes innenfor tillatelige trykkgrenser. ;Temperaturbelastningen (temperaturen omkring eksos-ventilene, motorblokken eller stemplene) må ikke være så høy at man får en hurtig ødeleggelse av motoren, den tilsvarende begrensning finnes representert som kurven 7> approksimativt en rett linje, som representerer en eksostemperatur lik 600°C idet dette er typisk for aktuelle motorer. ;Motorens hastighet er begrenset, hvis man antar at hastighetsgrensen er uavhengig av momentet representeres denne grensen av en rett linje 8 parallell med ordinataksen, f.eks. ;for 2500 omdr./min. ;Motoren kan funksjonere, dvs. selvtenne når hjelpeforbrenningskammeret er stanset, denne tilstand svarer til be-grensningskurven 9«;I tillegg har man på figur 1 gjengitt kurver svarende til forskjellige eksostemperaturer (4-00 og 500°C) og forskjellige overladningstrykk. ;Kurven 8 representerer åpenbart en absolutt funksjons-grense. Området ABDF eller området I innenfor kurvene 6, 7» 8 .og 9 svarer til en drift uten nevneverdig effekt i forbrenningskammeret (forbrenningen er slukket eller på tomgang). Området ODFG eller området II svarer til innkobling av gjenoppvarmingsanordninger for å hindre, på kjent måte, at overladningstrykket ■ Ps faller til under et bestemt nivå, hvilket medfører at disse organer øker brennstofftilførselen til kammeret 16 hvis effekten fra motoren 10 synker. For drift innenfor området ABC eller området IV må man føre ut til atmosfæren en fraksjon av gassen som ledes til turbinen for å begrense overladningstrykket til et nivå hvor det maksimale forbrenningstrykk i sylinderne ligger tilstrekkelig lavt. ;Endelig vil funksjon innenfor området OBD eller område III bare være mulig ved utførelse av foreliggende oppfinnelse: innenfor dette området er det nødvendig å hindre at eksostemperaturen stiger til over en tillatelig maksimumsgrense i forhold til innstillingsverdien for at grensen for blandingens fethet respekteres i sylinderne. Innstillingsverdien bør være slik at overladningstrykket (og følgelig lufttilførselen som opptas av forbrenningsmotoren) holder et tilstrekkelig høyt nivå til at eksostemperaturen har en akseptabel verdi, svarende til linjen DB på figur 1. ;Hvis man nå antar at drift under konstant moment svarer til en konstant innsprøytet brennstoffmengde pr. forbrenningssyklus (hvilket bare er riktig som en.første tilnærming f ordi motorhastigheten har en innvirkning) vil funksjon under konstant moment som vist på fig. 1 ved linjen OH i streket linje svare til en konstant mengde brennstoff innsprøytet i motoren pr. forbrenningssyklus. Hvis omdreiningshastigheten ved konstant moment synker fra en maksimalhastighet som svarer til H, vil utgangstrykket fra kompressoren, som bare - eller nesten bare - er en funksjon av energien i eksosgassen fra dieselmotoren, også synke samtidig som eksostemperaturen øker, hvilket den innbyrdes plassering av linjen OH i forhold til kurvene ved konstant eksostemperatur. Denne forandring forklares ved at forholdet for brennstoffblandingen luft/brennstoff som forbrennes i sylinderne øker idet mengden innsprøytet brennstoff holdes konstant mens luftmengden synker med overladningstrykket Ps. I henhold til oppfinnelsen innkoples hjelpeforbrenningskammeret 1°, (inntil stans eller tomgang for motoren) når man har nådd punktet J som svarer til maksimal tillatelig eksostemperatur, for å hindre overladningstrykket i å fortsette å synke og for følgelig å hindre at temperaturen stiger høyere enn den som ;slik er nådd. ;Med andre ord vil anordningen i henhold til oppfinnelsen kompensere for den minskende energi fra motorens for-brenningsgass til turbinen ved å øke, men bare nettopp tilstrekkelig og altså mest økonomisk, forbrenningsvarmen i hjelpeforbrenningskammeret 19»;Betegnelsen "innstillingsverdi" betegner den bestemte verdi (engelsk: set value) hvor innkoplingen av regulatoren holder overladningstrykket i området III. Utenfor dette området, ;og særlig i området I hvor overladningstrykket er høyere enn innstillingsverdien, mens brennstoffleveringen fra hjelpeforbrenningskammeret allerede er minimum (kammeret er ute av drift eller på tomgang) innkoples ikke regulatoren. ;Hvis man antar at mengden innsprøytet brennstoff pr. forbrenningssyklus er proporsjonal med drivmomentet, ser man at innkopling av forbrenningskammeret og tilførsel av egnet brennstoffmengde lett kan realiseres ved at innstillingsverdien for overladningstrykket settes i avhengighet av innstillingen for det organ som bestemmer mengden innsprøytet brennstoff pr. forbrenningssyklus. ;Det skal bemerkes at oppfinnelsens metode ikke vil innvirke på innkoplingen av forbrenningskammeret når motoren går over fra funksjon innenfor området I til område II ved konstant effekt svarende til linjen OK. Hjelpeforbrenningskammeret skal altså innkoples for å holde overladningstrykket på en terskelverdi som i dette tilfelle er bestemt ved at man har effektiv kompresjonstenning, som beskrevet i fransk patent nr. ;70 16 229 (Etat Francais). ;Uttrykt på en annen måte er anordningen ifølge oppfinnelsen tatt i bruk for å kunne variere innstillingsverdien P sm for overladningstrykket som funksjon av den innsprøytede brennstoffmengde Qm pr. forbrenningssyklus i henhold til en lov av den typen som er vist på figur 3« Man ser at kurven består av flere kurvestykker av forskjellig karakter. ;Kurvedelen LM svarer til funksjon av overladnings-gruppen innenfor området II på figur 1: forbrenningskammeret får brennstofftilførsel slik at trykket P_s holdes på en bestemt verdi som sikrer at dieselmotoren funksjonerer under de ugunstigste driftsforhold. ;Delen MP svarer til drift innenfor områdene I og III. Det minimale overladningstrykk (dvs. innstillingsverdien) skal ;øke jevnt innenfor dette området som økende funksjon av Qm. For en gitt verdi Qm kan funksjonspunktet være i området mellom J og ;H på figur 1, hvor eksosgassen fra motoren er tilstrekkelig til ;å oppfylle dette forhold. Funksjonspunktet kan også befinne seg i området III (mellom 0 og J på figur 1), og i dette tilfelle har man en øket brennstofflevering utover tomgangsforbruket for å komplettere energien fra motoren, desto mer jo lenger man fjer-ner seg fra området I. ;Endelig vil linjestykket PR svare til området IV ;hvor effekten fra turbokompressoren nedsettes slik at man, ved utslipp til atmosfæren, holder overladningstrykket under den normale verdi. Man kan da på den annen side øke motorens funk-sjonsområde uten å ta i bruk et hjelpeforbrenningskammer. ;Figurene 2, 4> 5 °g 6 viser forskjellige utførelser av oppfinnelsen ovenfor. ;Motorgruppen vist skjematisk på figur 2 omfatter pneumatiske reguleringsorganer idet denne utførelsen er særlig enkel og lett kan innpasses i en forbrenningsmotor med tilførsel fra en mekanisk pumpe som pr. forbrenningssyklus leverer en bestemt mengde brennstoff ved forskyvning av et bevegelig organ, ;i det viste tilfelle i form av en tannstang 18 og som kan tas i bruk uten for stort styringsapparat. Reguleringsorganet består av: i ledningen 20 for tilførsel av brennstoff under trykk til kammeret 16 fra en pumpe 21, et parti 22 med et tverrsnitt som kan reguleres ved forskyvning av nålen 23. Nålen 23 er forbundet med et stempel 24 som skiller to kamre i en sylinder 25 hvor stemplet beveger seg. Første kammer 26 står under overladningstrykk gjennom kanalen 27» I det andre kammer 28 hersker et trykk som er funksjon av innstillingen for tannstangen l8, trykket er f.eks. fastsatt ved forholdet mellom trykktapet som skapes av en kalibrert åpning 29 og kanalen 30 hvor tverrsnittet reguleres av nålen 3^ med egnet profil, forskjøvet av tannstangen. Dyse-åpningen 29 og kanalen 30 er anordnet i en atmosfære-kanal fra kanalen 27 og trykket som opprettes mellom disse står i forbindelse med kammeret 28 gjennom kanalen 32. En trykkfjær 33 gjør det mulig å regulere variasjonsforløpet for overladningsleveringen som funksjon av tannstangens innstilling, spesielt kan man bestemme formen ;og bevegelsesløpet for nålene 23 og 31 og stivheten for fjæren 33 slik at man får en styringslov av den generelle typen som er vist på figur 3. ;Man ser at nålen 31 ved bevegelsene styrer nålen 23 og besørger en styring av leveringen til hjelpeforbrenningskammeret 16 uten å behøve for stor effekt for å funksjonere. Dette trekk, som er felles for alle styringssystemer som benytter et variabelt trykktap som funksjon av innstillingen av et organ, er særlig viktig i foreliggende tilfelle på grunn av at tann-stengene ikke kan tåle høye belastninger i det minste i motorer med liten eller middels effekt. ;Virkemåten for apparaturen vist på figur 2 fremgår av ovenstående beskrivelse og det skulle ikke være nødvendig å gå i detaljer. Det kan imidlertid være nyttig kort å forklare virkemåten for systemet ifølge oppfinnelsen under kraftig akselerasjon. Man antar at motoren til å begynne med funksjonerer under svak belastning og lav hastighet. I dette tilfelle vil gasspedalen som betjenes av sjåføren holde tannstanJ-anlegget (ikke vist) i en stilling hvor tilførselen av innsprøytet brennstoff pr. forbrenningssyklus ligger langt fra maksimum. Hvis sjåføren vil øke hastigheten, forskyves gasspedalen (regulatoren) og regulatoren fører tannstangen til anlegg i retning mot øket brennstofflevering (mot høyre på figur 2). Tannstangen skyver da mot høyre nålen 31 m°t virkningen av fjæren 34* Trykket øker i kammeret 28 og nålen 22 løftes og øker gjennomløpstverrsnittet for brennstoff til kammeret 16. Turbokompressorens hastighet øker da meget fort og øker overladningstrykket akkurat til nød-vendig nivå for å hindre en overheting av motoren. I de tilfelle hvor det finnes et anlegg med pneumatisk styring (f.eks. som beskrevet i artikkelen "Increased rating of diesels" i Journal of Science & Technology, bind 38, nr. 3, side 108, I97D vil overladningstrykk-økningen besørge e'n tilbaketrekning av anlegget. Etter hvert som overladningstrykket øker, vil trykkforskjellen som eksisterer på stemplet 24 også øke og ha tendens til å innsnevre gjennomstrømningsåpningen for brennstoff.

Når den ønskede hastighet er nådd, går tannstangen

i en stilling som svarer til den nye innstillingsverdi på overladningstrykket og leveringen av brennstoff til kammeret 16 minsker automatisk inntil overladningstrykket har nådd inn-

stillingsverdien.

Det skal nevnes at turbokompressorer har lav treghet, hastigheten kan øke ekstremt hurtig slik at motoren bare funksjonerer høyst noen forbrenningsperioder under en innsprøytnings-mengde som er høyere enn den som er forenelig med det eksisterende overladningstrykk. Det skal forøvrig nevnes at eventuelle ikke-forbrente bestanddeler går fra eksosmanifolden 12 til forbrenningskammeret hvor de forbrennes og påskynder akselerasjonen av kompressoren 14.. Hvis man i visse tilfeller må opprette det nød-vendige overladningstrykk før mengden av brennstoff som inn-sprøytes pr. forbrenningssyklus økes, er det tilstrekkelig å be-tjene nålen 31 ikke via tannstangen men via dets styringsorgan idet man" innkopler en dashpot mellom styringsorganet og tannstangen.

I stedet for å benytte systemet vist på figur 2,

kan man bruke en omvendt kopling som vist på figur 4» hvor ek-vivalente deler har samme henvisningstall med indeks a. I ut-førelsen på figur 4 er det mottrykket som forandres direkte idet stemplets andre side står under trykk fra fjæren 33a og et konstant, svakt trykk (f.eks. atmosfæretrykk).

I stedet for stempler kan man åpenbart bruke andre bevegelige eller deformerbare organer som f.eks. membraner.

Ekstra korreksjonsanordninger som funksjon av andre parametre

kan innkoples, f.eks. i form av regulerbare dyseåpninger i parallell med kanalen 30 for systemet på figur 2. Man kan f.eks. gjennomføre kinematiske korreksjoner. For øvrig kan man gi nålene en profil som er slik at parti MP av kurven på figur 3

ikke blir rettlinjet.

Motoren illustrert på figur 2 omfatter i forgreningskanalen 15 struperorganer som kan være av den type som er definert i fransk patent nr. 72 12113 nevnt tidligere, styrt av et ikke-vist system, i det vesentlige bare styrt av trykkene som hersker foran og bak, idet en trykkøkning bak struperorganet vil virke til å redusere gjennomstrømningstverrsnittet og en økning av trykket foran vil gi en økning av gjennomstrømnings-tverrsnittet slik at den dannede trykkforskjell varierer i samme retning som trykket som hersker i kanalen 15 foran struperen.

Mån vet at innkopling av en slik struper som danner et trykkfall uavhengig av gjennomstrømningsmengden og således gjør trykkfallet mellom kompressoren og turbinen uavhengig av motorhastigheten (som bestemmer forholdet mellom tilførselen til kompressoren og tilførselen som går gjennom forgreningskanalen), gjør det mulig å unngå pumping av turbokompressoren idet man i hvert øyeblikk oppnår en tilfredsstillende avpassing mellom trykket og tilførselen. Således fjernes risikoen for pumping også

under hurtig akselerasjon som muliggjøres av foreliggende oppfinnelse.

I den variant som er vist på figur 5> har struperorganet med variabelt tverrsnitt en oppbygning som vist på figur 2 i ovennevnte patent.

En fullstendig beskrivelse av dette system kan finnes i patentet og det er derfor her tilstrekkelig å nevne at struperorganet omfatter delene 121, 125 °g 126 innkoplet i sekundær-luftstrømmen fra hjelpeforbrenningskammeret 116 som får lufttilførsel fra forgreningskanalen 115 og hvor primær-luftstrømmen skilles fra sekundær-luftstrømmen foran struperorganet. Tilførselen av primær-luft styres samtidig med brennstof f tilførselen til kammeret 116 ikke via overladningstrykket og et fast mottrykk, men av reguleringsorganer som foreslås i foreliggende skrift.

Mer presist ser man på figur 5 deler som svarer til organene på figur 1 og har samme henvisningstall med indeks b. Innsprøytningsdysen til kammeret l6b aer av retur-typen idet reguleringsorganet ikke virker på tilførselen som går til inn-sprøytningsorganet fra pumpen 21b, men på leveringen som går tilbake til brennstoffbeholderen. Videre bemerkes at mottrykket reguleres ut fra overladningstrykket som befinner seg bak luft-kjøleren 4Qb. På denne måten unngår man at delene i reguleringsorganet utsettes for luft med høy temperatur fra kompressoren 13b. Trykkfallet gjennom kjøleren 4Qb er meget lavt (generelt 1 til 2 prosent) og det oppstår ingen vanskeligheter med regu-leringsfunksjonen.

Reguleringssystemet som er vist skjematisk på figur

6 er av elektrisk type. Det kan være av interesse å velge denne løsning når brennstofftilførselen til motoren og/eller til hjelpekammeret styres elektronisk. Elektriske reguleringsorganer gjør det også enkelt mulig å innkople en ekstra korreksjonsparameter, som f.eks. motorens omdreiningshastighet, dvs. å anlegge ikke-bare en eneste kurve av typen illustrert på figur 3> men en kurve som forskyves eller deformeres som funksjon av motorhastigheten.

Reguleringsorganene er vist meget forenklet på figur 5 og svarer til en brennstofftilførsel fra tannstangpumpe. Systemet omfatter en detektor i form av en Wheatstone-bro hvorav en gren er forsynt med motstanden 41 som måler overladningstrykket P_s og en naboforgrening inneholdende motstanden 42 som representerer innstillings-overladningstrykket. Hvis man antar at innstillingsverdien skal være proporsjonal med mengden innsprøytet brennstoff pr. forebrenningssyklus gjennom pumpen, kan skyveren på motstanden 42 koples til pumpens tannstang direkte via en kam.

Ved broens diagonalender forbindes via motstandene 43 og 44 til inngangen til en differensial-forsterker 45 som da leverer en utgangsspenning proporsjonal med broens ulikevekt-spenning, dvs. forskjellen mellom innstillingsverdien (svarende til den innstilte motstand 42) og det virkelige overladningstrykk (svarende til motstanden 41 som kan bestå av en trykkmåler).

Utgangen fra differensial-forsterkeren 45> som representerer feilsignalet, koples til en spenningsgenerator 46

av tilstrekkelig styrke. Utgangen 47 går inn på en spennings-frekvens-omformer 48 som leverer motoren 49 forbundet med volumeterpumpen 50 en elektrisk strøm med konstant strømstyrke og variabel frekvens N i henhold til den generelle loven:

N = Nq + a • V (V er spenningen)

Volumeterpumpen leverer således en stoffmengde som er proporsjonal med frekvensen som varierer mellom en minimal verdi svarende til tomgangsdrift for kammeret (når frekvensen er lik Nq) og en maksimumsverdi som svarer til de mest ugunstige forhold.

Virkemåten for dette system fremgår umiddelbart: Hvis pumpens tannstang er i en stilling hvor overladningstrykket er utilstrekkelig, vil feilspenningen som går inn på generatoren 46 øke utgangsspenningen fra denne og således fremkalle en øket levering fra pumpen 50 inntil overladningstrykket har nådd innstillingstrykket og oppretter likevekt over broen. Omvendt, hvis overladningstrykket blir høyere enn innstillingsverdien mottar Spenningsregulatoren et feilsignal i motsatt retning inntil utgangsspenningen er gått tilbake til en verdi hvor leveringen fra pumpen nettopp er tilstrekkelig til at overladningstrykket er lik innstillingstrykket'bort sett fra når hjelpeforbrenningskammeret allerede er på tomgang idet overladningstrykket da er høyere enri' innstillingsverdien.

Uansett hvilken utførelse som velges vil man innse

at oppbygning og funksjon er meget forskjellig fra kjente be-skyttelsessystemer for overladede dieselmotorer med hjelpeforbrenningskammer. Det essensielle organ er ikke et anlegg (betegnelsen brukes i generell betydning) som begrenser brennstoffmengden som leveres til motoren pr. forbrenningssyklus som funksjon av disponibelt overladningstrykk. Det foreslåtte system kan tvert i mot ansees som et system for tvungen økning av over-ladningen ved at hjelpeforbrenningskammeret innkoples når brennstoffmengden til motoren øker (som svar på ønsket effektøkning fra motoren), idet systemet innkoples ved behov og bare i nødvendig grad. Man unngår på denne måten fullstendig det alter-nativ som tidligere har måttet brukes, nemlig å velge enten en terskelverdi for overladningstrykket, hvilket gjør at motoren

■ ikke kan brukes innenfor et driftsområde som tas i bruk i henhold til opppfinnelsen (sone III på fig. 1), eller velge en høy terskelverdi, hvilket medfører øket forbruk for hjelpeforbrenningskammeret og betydelig nedsatt motorutbytte .

Claims (6)

1. Brennstoffreguleringssystem for et hjelpebrennkammer i en med avgassturboladning arbeidende, kompresjonstent innsprøytnings-forbrenningsmotor, særlig en dieselmotor, hvor ladeluften leveres til hjelpebrennkammeret gjennom en omløps-ledning, idet brennstoffreguleringssystemet hindrer et trykkfall ved motorens innløp under en ved hjelp av en innstillings-innretning innstillbar minsteverdi, karakterisert ved at innstillingsinnretningen (22-3<*>0 i avhengighet av brennstoffinnsprøytingen i motoren for hver verdi av brennstoff-innsprøytingsmengden pr. arbeidssyklus definerer en bestemt minsteverdi av trykket ved motorens (10) innløp (11), ved hvis underskridelse hjelpebrennkammerets innsprøytningsventil (23 åpner seg.;2.

Brennstoffreguleringssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at ved tilstedeværelsen av en brennstoffinnsprøytingspumpe 17) i motoren (10), hvilken pumpe for hvert arbeidsslag leverer en av stillingen til en tannstang (18) bestemt brennstoffmengde, styres innstillingsinnretningen av denne tannstangs (18) stilling.;3.

Brennstoffreguleringssystem ifølge krav.1 eller 2, karakterisert ved at hjelpebrennkammerets (16) innsprøytningsventil (23) er forbundet med et styreorgan (2J0 hvis stilling er avhengig av forkomprimeringstrykket og don pr. nrbeidssyklus i motoren (10) innsprøytede brennstoffmengde . 'I.

Brennstof f reguleringssystem ifølge krav 3, karakterisert ved at innsprøytningsventilen (23) er forbundet med et stempel (2<*>0 eller en membran, som på den ene siden pådras av forkoinprimeringstrykket for lukking av innspryytningsventilen (--3) og på den andre siden pådras av et pneumatisk mottrykk som er en voksende funksjon av den pr. arbeidsslag i motoren .innsprøytede brennstoffmengde og f or-komprimer ingstrykket .

5. Brennstoffreguleringssystem ifølge krav 3, karakterisert ved at innsprøytningsventilen (23a) er forbundet med et stempel (2J<->!a) eller en membran, idet dette stempel (24a) henholdsvis denne membran på den ene side utsettes for virkningen til et konstant trykk, eksempelvis atmosfæretrykk, og/eller virkningen til en fjær (33a), for øking av brennstofftilførselen til hjelpebrennkammeret (16), dvs. for åpning av innsprøytningsventilen (23a), og dette stempel (24a) henholdsvis denne membran på den andre siden er utsatt for et pneumatisk mottrykk som er en synkende funksjon av den pr. arbeidsslag i motoren innsprøytede brennstoffmengde og en voksende funksjon av forkomprimeringstrykket.

6. Brennstoffreguleringssystem ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at hjelpebrennkammerets innsprøytningsventil styres med en styrekopling (45, 46, 48), ved hvis inngang differansen til to ved hjelp av måleverdisonder (42, 41) tilveiebragte signaler ligger, nemlig et første signal som representerer den pr. arbeidsslag i motoren innsprøytede brennstoffmengde, og et andre signal som representerer motorens forkomprimeringstrykk.