SE446557B - Motorbromssystem for en forbrenningsmotor samt sett att utfora bromsning - Google Patents

Description

446 557 En lösning på föregående problem visas i DE-A1- 2 820 941.

För denna lösning används en modifierad turbin med vari- erbar geometri tillsammans med en motor försedd med ett avgasbromssystem. För att uppnå en turbin med varierbar geometri förslås, i en utföringsform, i denna publikation användning av en lagrad bladdel och i en modifierad konstruktion en turbin med vinkelställbara blad. Hastig- heten för den avgasdrivna turbokompressorn ökas för att öka tillförseln av luft till motorns cylindrar, medelst lägesinställning av turbinens bladdelar. Det anges i denna publikation att alla geometriskt varierbara turbinkonstruk- tioner kan användas för att uppnå en högre rotorhastighet för den avgasdrivna turbokompressorn under bromsning. I denna publikation ges jämförande data för att visa att ökad bromskraft åstadkommas med en turbin med varierbar geometri jämfört med vad som âstadkommes med en turbin med fast oföränderlig geometri.

En klar lärdom av denna publikation är därför att en turbin med fast oföränderlig geometri inte skall använ- das.

Turbiner med varierbar geometri kräver speciell utform- ning eftersom de modifierar turbinstrukturen. ÄDetta skapar i sig ett problem eftersom exempelvis skoveln 30 visad i figur 2 i den angivna publikationen måste placeras kritisktför att möliggöra dess rörelse, beroende på att inloppskammarens tvärsnitt ändras. Dess- utom måste hänsyn tas för att undvika hastighetssänk- ning bortom skoveln beroende på inloppskammarens ökande area bortom skoveln, vilken hastighetssänkning upphäver gasens hastighetsökning då den passerar bladänden. 446 557 Med hänsyn till turbinen med varierbar geometri, enligt figur 3 i denna publikation, är det nödvändigt att ändra den effektiva arean mellan de enskilda skovlarna 38, exempelvis genom ändring av skovlarnas inloppsvinkel, för att därigenom ändra avgasernas hastighet. Om skov- larna 38 misslyckas med att åstadkomma en areareduktion ändras endast avgasernas riktning och sålunda kan inte förbättrad bromsning erhållas.

Det inses av föregående att DE-Al- 2 820 941 lär ut att en turbin med varierbar geometri skall användas för för- bättrade bromsprestanda och inte en turbin med fast oför- änderlig geometri. Det har hitintills inte upptäckts att förbättrade bromsprestanda kan uppnås med en i och för sig känd turbin uppvisande fast oföränderlig geometri och en delad inloppskammare, i ett motorbromssystem av gaskompressionsreducerande slag.

Det inledningvis beskrivna motorbromssystemet kännetecknas enligt uppfinningen huvudsakligen av en avgasdriven tur- bokompressor, som omfattar en avgasturbin med fast geometri och med delad inloppskammare, ett turbinhjul och en luft- kompressor som kommunicerar med motorns insugningsrör, en avledarventil, belägen utanför avgasturbinen, som komu- nicerar pà den ena sidan med motorns utblåsningsrör och på den andra sidan med avgasturbinens delade inloppskam- mare, och organ för att påverka avledarventilen, till att avleda avgasflödet från utblásningsröret till en del av nämnda delade inloppskammare, varvid avgasflödet bringas att träffa turbinhjulet utan föregående expansion i in- loppskammaren för att minska energiförlusten i avgas- turbinen så att turbinhastigheten och trycket i utblås- ningsröret ökas. 446 557 Vid tidigare kända system med avgasdrivna turbokompres- sorer med en delad inloppskammare och avledarmekanismer (se amerikanska patentskrifterna 4 008 572, 3 559 397, 3 137 477, 3 313 518 och 3 975 911) fungerar dessa för att öka luftströmningsmângden för att öka motoreffekten under bränsletillförseln. Vad vi känner till har inte nâ- gon insett, att synergistiska effekter skulle kunna upp- nås genom att använda en kompressionsreducerande broms för att förbättra funktionen hos en med en avgasdriven turbokompressor försedd motor och för att använda en med en avgasdriven turbokompressor försedd motor med en delad kammare och avledarmekanism för att förbättra funktionen hos den kompressionsreducerande bromsen.

Ytterligare fördelar med den nya kombinationen enligt föreliggande uppfinning kommer att framgå närmare av följande beskrivning av uppfinningen som göres med hän- visning till ritningarna, där fig. fig. fig. fig. fig. fig. fig. fig. 1 2 2A 446 557 är en schematisk vy, delvis i genomskärning, av en motor som är försedd med en kompressions- reducerande broms, en avgasavledare och en av- gasdriven turbokompressor med en turbin med en dubbelingäng eller delad inloppskammare, är en schematisk vy, delvis i genomskärning, som visar den kompressionsreducerande motorbroms- ningen, är ett kopplingsschema för det elektriska regler- systemet för den förbättrade motorbromsen enligt föreliggande uppfinning, är en genomskärningsvy av en avgasdriven turbo- kompressor, som har en turbin med en dubbelin- gång eller delad inloppskammare som kan användas vid föreliggande uppfinning, är en planvy av en avledarventil av spjälltyp som kan användas vid föreliggande uppfinning, är en genomskärníngsvy längs linjen 5.- 5 i fig. 4, är ett tryck-volymdiagram som visar förhållandet mellan tryck och volym som uppkommer hos en mo- torcylinder under en fullständig cykel enligt tidigare kända driftsförhâllanden under använd- ning av en kompressionsreducerande broms, är ett tryck-volymdiagram som visar förhållandet mellan tryck och volym som förekommer i en mo- .___ 446 557 torcylinder under en fullständig cykel 1 enlig- het med föreliggande uppfinning, och fig. 8 är ett diagram som visar den retarderande kraf- _ ten i hästkrafter som utvecklas av en motor un- der användning av en kompressionsreducerande motorbroms enbart och den ökade retarderande kraften i hästkrafter som utvecklas i enlighet med föreliggande uppfinning.

Med hänvisning särskilt till fig. l visas där en motor som betecknas med 10. Motorn l0 kan vara av gnisttänd- ningstypen eller kompressionständningstypen och kan ha vilket som helst antal cylindrar. Föreliggande uppfin- ning kommer emellertid att beskrivas med avseende pâ en typisk sexcylindrig kompressionständningsmotor (diesel- motor) som är försedd med ett insugningsrör 12 och ett 'delat utblâsningsrör som omfattar ett främre utblâs- ningsrör 14 och ett bakre utblâsningsrör 16. Utblâs- ningsledningar 18 respektive 20 leder från de främre och bakre utblâsningsrören till en avgasavledarventil 22.

Avgasavledarventilen 22 visas i fig. 4 och 5 och kommer att beskrivas närmare nedan. En delad avgasledning 24 står i förbindelse med utloppet hos avledarventilen 22 och inloppet till en dubbelingångeller delad inloppskamzsre hos en turbin 26, som tillsammans med en kompressor 28 bil- dar en enhetlig avgasdriven turbokompressor 30. Den av- gasdrivna turbokompressorn 30 visas i fig. 3 och kommer att beskrivas närmare nedan. Efter att ha passerat ge- nom turbinen 26 kommer avgaserna in i motorns avgas- system 32. ' Luft införes i motorn 10 genom motorns vanliga luftre- nare 34, kompressorinloppsledningen 36, kompressorn 28 och inblâsningsröret 38, som står i förbindelse med ut- loppet hos luftkompressorn 28 och insugningsröret 12. 446 557 Såsom schematiskt visas i fig. 1 och närmare i fig. 3 drivs kompressorn 28 av turbinen 26 och omfattar typiskt en enhetlig avgasdriven turbokompressor 30.

Med hänvisning nu till fig. 2 omfattar motorn 10 ett hus 40, som innehåller det vanliga bromssystemet med kom- pressionsreducering som schematiskt visas i fig. 2A. Ol- ja 42 från ett tråg 44, som exempelvis kan vara motor- vevhuset, pumpas genom en ledning 46 av en lâgtrycks- pump 48 till inloppet 50 hos en solenoidventil 52, som är monterad i huset 40. Lâgtrycksolja 42 ledes från so- lenoidventilen 52 till en reglerventilcylinder 54, som också är monterad i huset 40, via en ledning 56. En reg- lerventil 58 är anordnad för fram- och âtergâende rörel- se i reglerventilcylindern och pressas till ett stängt läge av en tryckfjäder 60. Reglerventilen 58 innehåller en inloppskanal 62, som hålls stängd av en kulbackventil 64, som tvingas till stängt läge av en tryckfjäder 66, och en utloppskanal 68. När reglerventilen står i öppet läge (såsom visas i fig. 2) står utloppskanalen 68 mitt för reglerventilcylinderns utloppskanal 70, som komuni- cerar med inloppet till en sekundärcylinder 72, som ock- så är utbildad i huset 40. Det skall inses, att låg- trycksolja 42 som passerar genom solenoidventilen 52 kommer in i reglerventilcylindern 54 och lyfter regler- ventilen 58 till det öppna läget. Därefter öppnar kul- backventilen 64 mot fjäderinverkan från fjädern 66 och oljan kommer att strömma in i sekundärcylindern 72. Från utloppet 74 hos sekundärcylindern 72 strömmar oljan ge- nom en kanal 76 in i huvudcylindern 78 som finns utbil- dad i huset 40.

En sekundärkolv 80 är anordnad för fram- och âtergâende rörelse i sekundärcylindern 72. Sekundärkolven 80 är fjäderpåverkad i en riktning uppåt (såsom visas i fig. 2) mot ett justerbart stopp 82 medelst en tryckfjäder 84, 446 557 som är monterad i sekundärkolven 80 och verkar mot en hållare 86 som är placerad i sekundärcylindern 72. Den nedre änden av sekundärkolven 80 verkar mot en hatt 88 hos en utblåsningsventil som är placerad på spindeln hos en utblåsningsventil 90, som 1 sin tur är placerad i motorn 10. En utblâsningsventilfjäder 92 påverkar nor- malt utblåsningsventilen 90 till det stängda läget som visas i fig. 2. Normalt inställes det justerbara stop- pet 82 så att det uppnås ett önskat spelrum mellan se- kundärkolven 80 och utblåsningsventilens hatt 88, när utblåsningsventilen är stängd, sekundärkolven ligger mot det justerbara stoppet 82 och motorn är kall. Det önska- de spelrummet âstadkommes för att upptaga expansion hos de delar som omfattar utblåsningsventilraden, när mo- torn är varm, utan att öppna utblåsningsventilen 90, och för att reglera tidsinställningen av öppnandet av utblåsningsventilen.

En huvudkolv 94 är anordnad för fram- och återgående rörelse i huvudcylindern 78 och påverkas i en riktning uppåt (såsom visas i fig. 2) av en lätt bladfjäder 96.

Den nedre änden av huvudkolven 94 är i kontakt med en justeringsskruvmekanism 98 hos en vipparm 100 som reg- leras av en ventillyftarstâng 102 som drivs från mo- torns kamaxel (ej visad).

Det inses att när solenoidventilen 52 öppnas, kommer ol- ja 42 att lyfta reglerventilen 58 och sedan fylla både sekundärcylindern 72 och huvudcylindern 78. Motsatt ol- jeflöde ut ur sekundärcylindern 72 och huvudcylindern 78 förhindras genom inverkan från kulbackventilen 64. Då systemet en gång är fyllt med olja kommer emellertid en rörelse uppåt av ventillyftarstången 102 att föra huvud- kolven 94 uppåt och hydraultrycket kommer i sin tur att föra sekundärkolven 80 nedåt för att öppna utblâsnings- ventilen 90. Ventiltidsinställningen väljes så att ut- 446 557 blåsningsventilen 90 öppnas nära slutet av kompressions- slaget hos den cylinder med vilken utblåsningsventilen 90 är förbunden. Det arbete som således utföres av mo- torkolven vid luftkomprimeringen under kompressionssla- get frigöres för motorns avgassystem och återvinnes inte under motorns expansionsslag. I vissa motorer kan det vara lämpligt att påverka huvudkolven från den injektor- ventillyftarstång som är förenad med den cylinder med vilken sekundärkolven står i förbindelse, medan det i andra motorer kan vara lämpligt att använda en ventil- lyftarstång som är förenad med en inblâsnings- eller utblåsningsventil för en annan cylinder. I vilket fall som helst blir resultatet detsamma, eftersom utblås- ningsventilen öppnas nära slutet av kompressionsslaget.

När man önskar deaktivera bromsen med kompressionsredu- cering, stänges solenoidventilen 52, varigenom oljan 42 i reglerventilcylindern 54 passerar genom ledningen 56, solenoidventilen 52 och returledningen 104 till tråget 44. När reglerventilen 58 faller nedåt såsom sett i fig. 2 kommer en del av oljan i sekundärcylindern 72 och huvudcylindern 78 att ventileras förbi reglerventi- len 58 och återföras till tråget 44 via ledningar (ej visade).

Det elektriska reglersystemet för föreliggande uppfin- ning visas schematiskt i fig. 2A, till vilken nu skall hänvisas. Fordonets batteri 106 är med ena polen anslu- ten till jord l08. Den motsatta batteripolen är ansluten i serie till en säkring ll0, en instrumentströmställare 112, en kopplingsströmställare 114 och en bränslepump- strömställare 116 och företrädesvis via en diod 118 tillbaka till jord 108. En flerlägesväljarströmställare 120 är också ansluten i serie till strömställarna 112, 114 och 116. För att åstadkomma varierande grad av bromseffekt genom motorinbromsaren och avgasavledarsys- 446 557 temet kan det vara önskvärt att utnyttja väljarström- ställaren 120, som, såsom visas i fig. 2A, har tre lä- gen. I läge l (såsom visas i fig. 2A) aktiverar väljar- strömställaren 120 de främre motorbromssolenoiderna 122, vilka exempelvis kan reglera solenoidventilerna S2, som är förenade med hälften av motorns cylindrar (tre ifrå- ga om den sexcylindriga motorn som visas i fig. 1).

I läge 2 aktiverar väljarströmställaren 120 de främre motorsolenoiderna 122 och de bakre motorsolenoiderna 124 för reglering av solenoidventilerna 52, som är före- nade med samtliga cylindrar hos motorn, varigenom ökad motorbromsning åstadkommes. I läge 3 kommer väljar- strömställaren 120 att aktivera inte bara samtliga so- lenoidventiler 52, utan även avledarventilen 22 via so- lenoiden 126 så att det âstadkommes en maximal motor- bromseffekt såsom kommer att beskrivas närmare nedan.

Det skall förstås att ytterligare lägen kan åstadkommas på väljarströmställaren 120 så att motorbromsen kan app- liceras på en eller flera motorcylindrar efter önskan.

Väljarströmställaren 120 kan givetvis även elimineras, om maximal motorbromsning, d.v.s. samtliga motorcylind- rar plus bromsen beroende pâ avledarventilen 22, erford- ras vid alla tillfällen. Strömställarna ll2, 114 och 116 är anordnade för att göra reglersystemet fullstän- digt och tillförsäkra säker drift av systemet. Ström- ställaren ll2 är en manuell reglering för att deaktive- ra hela systemet. Strömställaren 114 är en automatisk strömställare som är ansluten för att deaktivera syste- met, varje gång kopplingsströmställaren urkopplas för att förhindra överstegring av motorn. Strömställaren 116 är en andra automatisk strömställare som är ansluten till bränslesystemet för att förhindra motorbränsleflö- de när motorbromsen är i drift.

Med hänvisning till fig. 3 visas där en typisk avgas- driven turbokompressor 30, som kan användas vid före- 446 557 ll liggande uppfinning. Den avgasdrivna turbokompressorn omfattar en dubbelingångsturbin och en kompressor 28 som är koaxiellt monterade pâ en axel 128 som är lagrad med lager 130 för rotation i ett stationärt hus 132.

Turbinen 26, som här illustreras som en radiell flödes- turbin, omfattar en delad inloppskammare 134, som har tvâ serier av munstycken 136, 138 riktade mot bla- den hos ett skovelhjul 140 som är fäst på axeln 128. Gas som strömmar i den deladekammanfll 134 accelereras då den passerar genom munstyckena 136, 138 och avger sin kine- tiska energi till skovelhjulet 140. Det inses att has- ' tigheten på skovelhjulet 140 är en funktion av volymen av den gas som strömmar genonxkammaren 134, som bestäm- mer hastigheten på flödet genom munstyckena 136, 138.

Det är känt att vid relativt låga gasströmningshastighe- ter minskar turbinens effekt och att större effekt kan ernâs, om vid låga gasflödeshastigheter all gasen rik- tas in i en del av inloppskammaren 134.

Skovelhjulet 140 hos turbinen 26 är förbundet med sko- velhjulet 142 hos kompressorn 28 som här visas som en centrifugalkompressor. Vid skovelhjulets 142 rotation suges luft genom ingângsöppningen 144 och luften avges med ökat tryck genom kompressorsnäckan 146 till inlopps- röret 38. Det skall förstås att, även om en avgasdriven turbokompressor med radiellt flöde har visats och be- skrivits, kan en rad olika typer av avgasdrivna turbo- kompressorer utnyttjas vid föreliggande uppfinning un- der förutsättning bara att turbinen är av en typ vid vilken hela mängden av avgaser, som användes som driv- fluidum, kan avges till en del av turbinhjulet när så önskas.

Fig. 4 och 5 illustrerar en typisk form på en avledar- ventil 22 som är anpassad att avleda strömmen av avga- ser från ledningarna 18 och 20 till en del av ledningen 446 557 12 24 och följaktligen till endast en del av turbinens 26 -kammare 134. Såsom visas omfattar avledarventilen 22 ett par relativt tjocka plattor eller plåtar 148, 150, som bildar ett hus som är avpassat för att placeras mellan ledningarna 18, 20 och den delade ledningen 24. Plåtarna 148, 160 är försedda med bulthål l52 för fastgöring av plåtarna vid flänsar på ledningarna 18, 20 och 24. En öppning 154 är utbildad i varje plåt 148, 150. En spjällventil 156 är monterad i öppningen 154 på axel- tappar 158, 160 som är vridbart lagrade i förhållande till plâtarna 148, 150 från ett stängt läge som är i hu- * vudsak parallellt med plåtarna till ett öppet läge som är i huvudsak vinkelrätt mot plâtarna. En andra spjäll- ventil 162 är monterad i öppningen 154 på en axel 164 som är vridbart lagrad i förhållande till plåtarna 148, 150 från ett stängt läge som är i huvudsak vinkel- rätt mot plåtarna till ett öppet läge, i vilket spjäll- ventilens 162 plan bildar en spetsig vinkel med plåtar- nas 148, 150 plan. Det skall inses att när spjällventi- len 156 befinner sig i det öppna läget och spjällventi- len 162 befinner sig i det stängda läget, kommer ström- men av gas från ledningarna 18, 20 att komma in i båda delarna av den delade ledningen 24 och följaktligen bå- _da delarna av den delade kæmaren 134 hos turbinen 26.

När spjällventilen 156 emellertid befinner sig i stängt läge och spjällventilen 162 befinner sig i öppet läge, kommer gasströmmen från ledningarna 18 och 20 att avle- das till en del av den delade ledningen 24 och följakt- ligen till en del av den deladekammaren 134 hos turbi- nen 26. Läget av spjällventilerna 156 och 162 behöver bara kontrolleras mellan ett fullt öppet läge och ett fullt stängt läge. De kan följaktligen lätt påverkas av solenoiden 126 (fig. 2A) via lämpliga länksystem (ej visade) såsom torde inses av fackmannen inom området.

Dä dessa påverkningsmekanismer inte bildar någon del av föreliggande uppfinning, behöver de inte beskrivas här 446 557 13 närmare. Även om en specifik form av en avledarventil har visats och beskrivits, skall det inses att en rad olika typer av avledarventiler eller avledande mekanis- fmer kan användas i enlighet med föreliggande uppfinning förutsatt bara att anordningen har förmåga att avleda hela mängden av motorns avgaser in i en enkel ledning som är riktad endast till en del av turbinen, varigenom turbinens effekt och hastighet kan ökas under låga strömningshastigheter på avgaserna.

Fig. 6 är ett tryck-volymdiagram för en Mack 676-kom- pressionständningsmotor som är utrustad med en kom- pressionsreducerande motorbroms som tillverkas av Jacobs Manufacturing Co. Den del av diagrammet som lig- ger mellan punkterna l och 2 representerar kompressions- slaget hos motorn, som börjar vid bottendödpunkten (BDC). Innan kolven när toppdödpunkten (TDC) öppnas ut- blâsningsventilen 90 av motorbromsen och cylindertryc- ket börjar falla. Vid punkt 2a slutar kompressionssla- get och kolven kastar om sin rörelse för att börja vad som skulle vara "kraft"-slaget om motorn blev försedd med bränsle. Punkt 3 representerar slutet av "kraft"- slaget vid BDC. Diagrammet från punkt 3 till punkt 4 representerar utblåsningsslaget, medan diagrammet från punkt 4 till punkt l representerar insugningsslaget.

Under kompressions- och utblâsningsslagen utföres arbe- te av motorn som komprimerar luften i cylindern, medan motorn under "kraft"- och insugningsslagen avger den lagrade energin till motorkylsystemet och avgassystemet.

Området inom diagrammet är därför proportionell mot den retarderande kraft som utvecklas av motorn under använd- ning av den tidigare kända motorbromsen från Jacobs Manufacturing Co.

Fig. 8 (kurvan A) är en grafisk framställning som visar variationen i retarderande hästkraft i förhållande till 445 557 14 motorhastigheten för en Mack 676-kompressionständnings- motor som är försedd med en motorbroms från Jacbos Manufacturing Co. av den typ som schematiskt visas i fig. 2.

I enlighet med föreliggande uppfinning âstadkommes en avledarventil av den typ som visas i fig. 4 och 5 i ut- blåsningsröret hos en Mack 676-motor som är utrustad med en avgasdriven turbokompressor och en motorbroms av typ Jacobs. Den anmärkningsvärda förbättringen i motorbroms- prestanda liksom i motorns driftsprestanda visas vad' beträffar bromsprestanda i fig. 7 och 8.

Fig. 7 är ett tryck-volymdiagram liknande det i fig. 6, men visande effekten av tillsatsen av avledarventilen.

Det uppmärksammas att ett avsevärt högre maximumtryck uppnås på kompressionsslaget, medan kurvan för "kraft"- slaget är relativt oförändrad så att ytan mellan kur- vorna, som är proportionell mot den retarderande kraf- ten i hästkrafter, har ökat. Pâ samma sätt har maxi- mumtrycket (liksom det genomsnittliga effektiva tryc- ket) under utblâsningsslaget ökats så att ytan mellan kurvorna för utblâsningsslaget och insugningsslaget och den retarderande kraften i hästkrafter som repre- senteras därav har också ökats.

Kurvan B i fig. 8 är ett diagram av den retarderande kraft i hästkrafter som utvecklas av anordningen en- ligt föreliggande uppfinning. Det uppmärksammas att vid samtliga motorhastigheter inom det användbara drifts- området för motorn är den retarderande kraft i hästkraf- ter som utvecklas av motorn, som arbetar i enlighet med föreliggande uppfinning, större än den som är tillgäng- lig när motorn endast fungerar med standardbromsen av Jacobs-typen. Vid de högre motorhastigheterna, som van- 446 557 ligtvis råder vid användning av motorbromsen, ökas dess- utom förbättringen i bromsprestanda i stor utsträck- ning.

Det är vårt antagande att förbättringen 1 bromsprestan- da beror på den synergistiska reaktionen hos motorbrom- sen av Jacob-typ och den avgasdrivna turbokompressorn som har den delade kammanaloch avledarventilen. När mo- torbromsning erfordras, exempelvis under körning nedför en lång backe, körs motorn nära toppen av sitt drifts- mässiga hastighetsomrâde, men motorn matas inte med bränsle. Som en följd därav minskas både volymen och temperaturen hos avgaserna. Detta alstrar de två skad- liga effekter som tidigare beskrivits. Dessa skadliga effekter tas med i beräkningen genom att avleda hela mängden tillgängliga avgaser genom en del av turbinen så att turbinmunstyckets hastighet ökas med en resulte- rande ökning i kompressorhastigheten. Med ökad kompres- sorhastighet kan en större luftmängd tillföras vid mo- torinloppet, vilket således ökar kompressionsarbetet som utföres av motorn såsom visas genom kurvan l' - 2' i fig. 7 i jämförelse med kurvan 1 - '2 1 fig. s. Dees- utom är effekten med avledarventilen att åstadkomma en g begränsning i utblåsningsröret, som resulterar i ökat motstånd under utblåsningsslaget. Denna senare effekt visas genom en jämförelse mellan kurvan 3' - 4' i fig. 7 och kurvan 3 - 4 i fig. 6. Det ökade arbete som utföres av motorn under kompressions- och utblåsningsslagen återspeglas i en ökad temperatur på avgaserna som också ökar avgasernas volym. Såsom angivits ovan medför en ök- ning i avgasvolymen en ökning av turbinens hastighet och detta ökar ytterligare luftmängden som tillföres till motorn via kompressorn. Det är således uppenbart att den nya kombinationen av den kompressionsreduceran- de motorbromsen och den avgasdrivna turbokompressorn med dess avledarventil ger en synergistisk effekt i det att 446 557 16 den kompressionsreducerande motorbromsen fungerar på ett förbättrat sätt och även fungerar som en utblåsnings- broms.

Dessutom skall framhållas att det inte bara är broms- prestationen som förbättras, utan även motorns drifts- prestanda förbättras. Såsom tidigare nämnts ovan in- träffar det ofta, att en stigning omedelbart följer en lång nedförsbacke under vilken motorbromsen har varit nödvändigt att använda. Vid slutet av nedförsbacken har emellertid motortemperaturen minskat avsevärt och den avgasdrivna turbokompressorn har saktats ned. Under dessa betingelser är det, såsom tidigare nämnts ovan, svårt att snabbt accelerera motorn. Med kombinationen enligt föreliggande uppfinning kommer inte bara motor- temperaturen att bli högre (eftersom det ökade arbetet som utföres på den ökade luftströmmängden under motorns bromsarbete), utan den avgasdrivna turbokompressorns hastighet kommer också att bibehållas genom den kombi- nerade effekten från avledarventilen och den ökade luftströmningsmängden. Den avgasdrivna turbokompressorn kommer således att arbeta med en hastighet som ligger närmare den som erfordras för den snabba accelerationen av motorn. En ytterligare fördel i prestanda ligger i det faktumet att vid början av bränsleinsprutningen kommer den högre temperaturen och större luftströmnings- mängden att befrämja fullständig förbränning och undvi- kandet av utsläpp av avgasrök med dess åtföljande ef- fektförlust. Bibehâllandet av motortemperatur och luft- strömningsmängden tenderar även till att förhindra sot- ning under motorbromsens funktion.

Medan kombinationen enligt föreliggande uppfinning in- nefattar funktionen med att öka trycket i utblåsnings- röret och är i detta avseende i viss del analog med en 446 557 17 utblâsningsbroms, undviker denna kombination en av hu- vudnackdelarna hos en utblåsningsbroms, nämligen prob- lemet med ventilflytning. Trycket i utblåsningsröret är vanligen begränsat av kravet att det inte får överstiga kraften hos utblâsningsventilens fjäder. Användningen av motorbromsen tillförsäkrar emellertid att trycket på förbränningssidan hos utblâsningsventilen kommer att vara i huvudsak större under insugningscykeln än det som råder när en utblåsningsbroms enbart användes. Med detta större tryck kommer den kompressionsreducerande bromsen att arbeta vid ett högre tryck i utblåsningsrö- ret utan problemet med ventilflytning. Eliminering av ventilflytning medför att man kan bibehålla högre tryck i utblåsningsröret vilket ger ytterligare retarderande kraft.

En ytterligare fördel som tillkommer kombinationen en- ligt föreliggande uppfinning hänför sig till den presta- tionsmässiga pålitligheten av den avgasdrivna turbo- kompressorn. Effekten med det högre trycket i insug- ningsröret är att reducera tryckskillnaden över den av- gasdrivna turbokompressorn från kompressorn till turbi- nen. Detta betyder att sidotrycket på den avgasdrivna turbokompressorns lagringar reduceras så att den avgas- drivna turbokompressorns pålitlighet ökas. Ännu en fördel med kombinationen enligt föreliggande uppfinning gentemot en motorbroms och utblåsningsbroms, som är utformad att ge samma retarderande kraft, är minskningen av trycket i turbinhuset, som ökar turbi- nens livslängd och dess pålitlighet. Utblåsningsbromsen ökar nödvändigtvis trycket i utblåsningsledningen, me- dan kombinationen enligt föreliggande uppfinning ökar trycket i insugningsröret med endast en relativt liten ökning i trycket i utblåsningsröret. Det faktumet att 446 557 18 föreliggande uppfinning alstrar samma retarderande kraft med en mindre ökning i trycket i utblâsningsröret betyder att påkänningen på turbinhuset är mindre och följaktligen att turbinens livslängd ökas. De ord och uttryck som har använts utnyttjas för beskrivningens skull och inte i begränsande syfte och det finns ingen avsikt att med vid användningen av sådana ord och ut- tryck utesluta nâgra ekvivalenta utföringsformer till dem som visats och beskrivits. Det skall därför inses att en rad olika modifieringar är möjliga inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (5)

10 20 25 30 446 557 19 P a t e n t k r a v

1. Motorbromssystem för en förbränningsmotor (10) med insugningsrör (12), utblâsningsrör (14, 16) och ut- blâsningsventiler, innefattande en kompressionreducerande motorbroms med organ för att öppna åtminstone en ut- blásningsventil hos förbränningsmotorn (10), nära slutet av motorkolvens kompressionsslag, med vilken nämnda utblåsningsventil är förenad, varvid det nedlagda komp- ressionsarbetet under motorkolvens kompressionsslag inte utnyttjas under motorns efterföljande expansions- slag, k ä-n n e t e c k n a t av en avgasdriven turbo- kompressor (30), som omfattar en avgasturbin (26) med fast geometri och med delad inloppskammare (134), ett turbinhjul (140) och en luftkompressor (28) som kommuni- cerar med motorns insugningsrör (12), en avledarventil (22), belägen utanför avgasturbinen (26), som kommuni- cerar på den ena sidan med motorns utblásníngsrör (14, 16) och på den andra sidan med avgasturbinens delade in- loppskammare (134), och organ för att påverka avledar- ventilen (22), till att avleda avgasflödet från ut- blàsningsröret (14, 16) till en del av nämnda delade inloppskammare (134), varvid avgasflödet bringas att träffa turbinhjulet (140) utan föregående expansion i inloppskammaren (134) för att minska energiförlusten i avgasturbinen (26) så att turbinhastigheten och trycket i utblásningsröret (14, 16) ökas.

2. Motorbromssystem enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a t av att avgasturbinen (26) omfattar en turbin med radiell strömning.

3. Motorbromssystem enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a t påverkad spjällventil (156). av att avledarventilen (22) är en solenoid- 10 15 20 25 30 446 557 20

4. Sätt att utföra bromsning med förbättrade motor- prestanda hos ett fordon som drivs av en förbrännings- motor utrustad med en motorbroms av kompressionsredu- cerande slag och en avgasdriven turbokompressor inne- fattande en kompressor och en avgasturbin med fast geometri och med delad inloppskammare, varvid turbinen matas med avgaser från utblásningsröret och kompressorn tillför komprimerade gaser till motorns inloppsrör, när den drivs av turbinen, k ä n n e t e c k n a t av att bränsletillförseln till motorn begränsas och sam- tidigt riktas avgaserna fràn motorns utblàsningsrör till en del av den delade inloppskammaren vid påverkan av nämnda kompressionsreducerade motorbroms i en förut- bestämd utsträckning, varvid avgasflödetbringas att träffa turbinen utan föregående expansion i inlopps- kammaren för att öka rotationshastigheten på den av- gasdrivna turbokompressorn över det värde som den skulle antaga om nämnda avgaser skulle riktas till båda delarna av nämnda delade inloppskammare, att som en funktion av ökad rotationshastighet hos den avgas- drivna turbokompressorn ökas luftströmningsmängden genom den avgasdrivna turbokompressorn med åtföljande inhibering av mängden avgasströmning från nämnda ut- blàsningsrör, och att den ökade luftströmningsmängden kontinuerligt sammanpressas, varvid förbättrad bromsning och förbättrade motorprestanda erhålles vid frigörandet av den ökade mängden av komprimerad luft till nämnda utblåsningsrör nära slutet av motorns kompressionsslag.

5. Sätt enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att vid inaktivering av nämnda kompressionsreducerade motor- broms riktas mängden av nämnda avgasström genom båda delarna av nämnda inloppskammare med fortsatt bränsle- tillförsel till motorn.