SE450511B - Anordning vid en strypreglerad forbrenningsmotor med en overladdare - Google Patents

Description

450 511 övrigt en konventionell förgasare blir överflödig. Speciellt för- delaktigt är att anordna en bränsletillförselanordning med ett flertal tillförselöppningar, som är anordnade att i tur och ord- ning friläggas av kapacitetsregleringssliden vid dess rörelse.mot fullt öppen tilloppsport. Därigenom erhålles en väl avvägd ökning av bränsletillförseln i proportion till ökningen av belast- ningen. En ytterligare för uppfinningen specifik fördel är att förbrânningsluften ofta kyls vid passagen genom expansionsmaski- nen på grund av den expansion som sker vid dellast. Om därför be- lastningen skulle ökas mycket snabbt, efter att maskinen dessför- innan har gátt som expansionsmaskin pá dellast, kan den under uppvarvningen fortfarande kalla förbränningsluften (kyld av kalla ytor efter expandern) motverka uppkomsten av knackning i förbrän- ningsrummen.

Uppfinningen är närmare tydliggjord i det följande under hänvis- ning till bifogade ritningar, som visar tvá utföringsexempel pà anordningar enligt uppfinningen, och på vilka fig. 1, som visar en första utföringsform, är en sektion efter linjen I-I i fig. 2, som är en sektion efter linjen II-II i fig. 1, fig. 3, som visar en andra utföringsform, är en sektion efter linjen III-III i fig. 4, som är en sektion efter linjen IV-IV i fig. 3, fig. 5 är en sektion efter linjen V-V i fig. 3, och fig. 6 är samma sektion med kapacitetsregleringsanordningen inställd pá fullast.

Den i fig. 1 och 2 visade utföringsformen omfattar en fyrcylind- rig förbränningsmotor 1 med ett topplock 2, insugningsrör 3, in- sugningskanaler 4, insugningsventiler 5 och avgasventiler 6.

Motorn saknar en egentlig förgasare med gasspjäll. I stället är en skruvrotormaskin 10 ansluten till insugningsröret 3. Vidare är bränslemunstycken 11 anordnade i insugningskanalerna 4, som är utformade som venturirör, och munstyckena 11 är genom rörled- ningar 12 förbundna med ett flottörhus 13 innehållande bränslet.

Skruvrotormaskinen omfattar två skruvrotorer, en hanrotor 14 och en honrotor 15, som är roterbart lagrade i ett kompressionsrum 16 och via en pà ena rotorns axel 17 fastsatt remskiva 18 och en över denna löpande rem 19 är förbunden med motorns vevaxel (ej visad). *x 450 511 Maskinen är försedd med ett tillopp 20 till en inloppsport 21, vars storlek kan regleras medelst en parallellt med rotorerna 14, 15 glidbart lagrad slid 22 i rummets 16 vägg, en s.k. kapacitets- regleringsslid, som medelst ett länksystem 23 är kopplad till en gaspedal 24.

Skruvrotormaskiner av detta slag med kapacitetsregleringsventiler vid inloppsporten är i och för sig välkända i patentlitteraturen, och det kan hänvisas exempelvis till svenska patentskriften 219 243, som visar alternativa slag av ventilanordningar för samma ändamál.

Med motorn gående på delbelastning, t.ex. med gaspedalen upp- släppt till tomgàngsläge, fungerar skruvorotormaskinen i princip som ett gasspjäll. Förbränningsluft sugs in genom tilloppet 20 och den med minsta area medelst sliden 22 inställda inloppsporten 21 till maskinens 10 arbetsrum och de i detta bildade rotorspå- ren, i vilka luften expanderar och avgår genom ett utlopp 25 till motorns insugningsrör 3. Från detta sugs förbränningsluften in i motorns cylindrar via de som venturirör utformade insugningskana- lerna 4, där bränsle sugs med från munstyckena 11.

Till skillnad från vad som är fallet vid användning av ett gas- spjäll för strypregleringen tillgodogör man sig här energi från maskinen 10, som arbetar som en expansionsmaskin och följaktligen ger ett bidrag till vevaxelns rotation medelst transmissionen 18, 19.

Vid luftens expansion erhålles dessutom en kylning av denna. Den- na effekt liksom effekten av det ovannämnda bidraget till vev- axelns drivning är visserligen blygsamma, men växer vid ökande tryckförhällande, såsom vid motorbromsning vid högre varvtal. Vid en därpå följande hastig belastningsökning (nedtryckning av gaspedalen) tillförs motorn momentant kyld förbränningsluft, som motverkar tendensen till spikning under accelerationen. Oavsett detta erhålles dessutom den fördelen, att omedelbart som gaspeda- len trycks ned och följaktligen porten 21 förstöras genom att sliden 22 förs at höger i fig. 1, så tillförs motorn fullt ladd- ningstryck. Normalt, vid överladdning pà konventionellt sätt, kopplas överladdaren in vid nedtryckning av gaspedalen och det dröjer då någon sekund innan laddningstrycket har byggts upp. 450 511 Vid utförandet enligt fig. 1 och 2 tillförs bränslet efter skruv- rotormaskinen 10, vilket har den fördelen att bränslemunstyckena 11 kan vara placerade nära insugningsventilerna 5. Utförandet en- ligt fig. 3-6 skiljer sig därifrån genom att bränslet tillförs före skruvrotormaskinen 10. Detta medför att skruvrotormaskinen 10 (arbetar med fuktig luft), vilket är särskilt fördelaktigt när maskinen är utförd med osynkroniserade rotorer 14, 15, d.v.s den ena rotorn får driva den andra. En sådan maskin är betydligt enklare och kräver mindre utrymme än en med synkroniserade rotorer. Fuktigheten medför, förbättrad kylning av maskinen och i vissa fall smörjning av rotorernas beröringsytor. Vid passagen genom maskinen erhålles dessutom en intensiv blanding av bränslet och förbränningsluften.

Ytterligare fördelar, som torde framgå av det följande, består i en enkel och effektiv reglering av bränsletillförseln i beroende av belastningen ända ned till tomgång.

Såsom framgår av fig. 3 och 4 är den del av tilloppet 20, där re- glersliden 22 är placerad, inklusive slidens ändyta utformad som en venturidysa 30, sett i den riktnig i vilken förbränningsluften passerar. I dysans 30 trängsta del sträcker sig ett bränslerör 31 i slidens längdriktning från en med ett flottörhus 13 kommunice- rande bränslekanal 32. Röret 31 skjuter in i en urborrning 33 med litet spelrum och är försett med bränslemunstycken 34, 35, 36 el- ler utströmningsöppningar för bränslet fördelade utmed rörets 31 längd. När sliden 22 befinner sig i läge för tomgång (fig. 5) har dysan 30 sin minsta area och munstyckena 35, 36 är övertäckta av urborrningens 33 vägg. Trots att den inströmmande mängden för- bränningsluft per tidsenhet är minimal är lufthastigheten i dysan 30 stor nog för att effektivt suga med sig bränsle från mun- stycket 34, som är placerat i bästa läge i dysan. Vid ökad be- lastning är sliden 22 förskjuten ett stycke ät höger i fig. 5 till ett läge där även nästa munstycke 35 är frilagt, och porten in till skruvrotorns inre är tillräckligt stor för att maskinen skall börja verka som kompressor driven av motorns vevaxel via 450 5171: remmen 19 och remskivan 18, vilket senare gäller i än högre grad vid fullast, vilket tillstànd visas i fig. 6, där sliden 22 be- finner sig i ett läge för maximalt öppnad port och med alla tre munstyckena 34-36 frilagda.

Skruvrotormaskinen arbetar med ett inbyggt tryckförhållande lika med 1, och det betyder att den som kompressor inte arbetar under optimalt förhållande. Detta har inte så stor betydelse vid en bilmotor enär fulleffekten, d.v.s överladdning, inte förekommer under mer än högst ca 5 % av tiden. Om motorn kan förväntas gà fullbelastad längre tid kan det vara lämpligt att på i och för sig känt sätt förse maskinen med en reglerslid 40 för inställning av lämpligt tryckförhállande, såsom visas i fig. 3 och 4.

Om extra bränsletillskott fordras vid acceleration kan detta åstadkommas genom att extra bränsle förs till gänga med lägre tryck i den som kompressor arbetande maskinen med liknande verkan som en accelerationspump i en vanlig förgasare.

Förutom_de nämnda fördelarna med anordningen enligt uppfinningen ernár man en bränslebesparing vid körning pá dellast (c:a 5 %) och även vid tomgång, vilket även måste medföra fördelar ur mil- jösynpunkt. Förgasarfunktionen blir mer eller mindre inbyggd i anordningen enligt uppfinningen, vilket medför en väsentlig be- sparing, särskilt som utförandet enligt fig. 1 och 2 är att jäm- föra med en förgasare på varje cylinder.

Uppfinningen är även tillämpbar på motorer med bränsleinsprutning och på dieselmotorer av såväl tvâtakts- som fyrtaktsutförande.

Claims (1)

1. 450 511 PATENTKRAV . Anordning vid en strypreglerad förbränningsmotor (1, 2) med en överladdare i form av en med skruvrotorer (14, 15) i ett v kompressionsrum försedd kompressor (10) samverkande med en anordning, som är utförd att reglera kompressorns kapacitet, och som är förbunden med motorns (1, 2) gasreglage (24) eller ett motsvarande för reglering av effektuttaget från motorn avsett reglage, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att kapacitetsregleringsanordningen (22) är anordnad på skruvkomp- ressorns (10) tilloppssida (20), och att reglaget (24) är anordnat att vid lägen som svarar mot dellast hos motorn in- ställa kapacitetsregleringsanordningen (22) i motsvarande lä- gen, där kompressorn (10) arbetar som en med varierbar stryp- verkan på motorns insugssida (3) fungerande, ett gasspjäll er- sättande expander, som överför effekt till motorn (1, 2). . Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att kapacitetsregleringsanordningen omfattar en ventilslid (22), som är rörlig axiellt i förhållande till rotorerna (14, 15) och är anordnad att utgöra en rörlig del av väggen till kompressionsrummet och till en som en dysa (30) med variabel area utformad radiell tilloppsport (21) hos skruvkompressorn (10), i vilken dysa (30) en bränsletillförselanordning (31) är anordnad att utmynna. _ Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att bränsletillförselanordningen (31) har ett flertal bränsle- tillförselöppningar (34, 35, 36), som är anordnade att i tur och ordning friläggas av kapacitetsregleringssliden (22) vid dess rörelse mot fullt öppen tilloppsport. 450 511' Anordning enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att skruvkompressorn på utloppssidan (25) är för- sedd med en i och för sig känd reglerslid (40) för inställning av det inre tryckförhàllandet. . Anordning enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att skruvrotormaskinens drivning (18, 19) är så anordnad att när skruvrotormaskinen arbetar som kompressor drivning sker av hanrotorn och när skruvrotormaskinen arbetar som expander drivning sker från honrotorn.