SE460304B - Anordning foer tillfoersel av foerbraenningsluft till cylindrarna i en foerbraenningsmotor - Google Patents

Description

»sin 304 e 2- 50 således ljudemissionen, varvid följaktligen högre temperatur ger lägre ljud. Temperaturen bestäms härvid av laddluftens tryck och temperatur och av temperaturen hos förbrännings- rummets omgivande gods. .kl-f En känd metod att höja insugningsluftens tryck och temperatur J är att låta en kompressor komprimera luften innan den leds in i cylindern, s.k. överladdning, och det är också väl känt att en överladdad diesel generellt är tystare än en som inte är överladdad. Överladdningen, vars huvudsyfte är att medge ökat effektuttag, medför emellertid också en ökning av den termiska och mekaniska belastningen. Av bl.a. denna orsak har på senare tid överladdade dieselmotorer utrustats med system för kylning av laddluften. Dessa kylsystem dimensioneras_så att ladd- luften erhåller en lämplig temperatur vid hög motorbelastning, vilket dock resulterar i att "kall acceleratíonfi kommer att ske med en ur ljudemissionssynpunkt alltför låg laddluft- temperatur beroende på underkylning av laddluften. I Ammïmnxæm'är1Gmda,scnreglerar laddlufttemperaturen till en i huvudsak konstant temperatur oberoende av motorns belastning och varvtal. De kända systemen utgöres dels av en typ med termostatreglerad shuntventil och dels av en typ utan shunt-. ventil men med ett värmeförande medium med konstant tempera- tur, t. ex. vatten/luftkylare. Dessa system kan visserligen vid låg yttertemperatur förhindra underkylning av laddluften vid låg belastning, men det förstnämnda systemet har otillräcklig följsamhet för snabba belastningsändringar, p.g.a. att regler- hastigheten bestäms och begränsas av termostatens värmekapa- citet, medan det andra systemet får begränsad kylförmåga vid användning av motorns kylvatten eller blir komplicerat vid an- vändning av ett extra vattenkylsystem.

Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkommaem æxndnm av i inledningen angivet slag, som kan förhindra förhöjd buller- emission vid s.k. “kall acceleration" genom att efter en förut- bestämd tidsrymd reglera laddluftens temperatur till förutbe- stämda, till motorns belastning och varvtal kopplade värden. l-r Detta uppnås enligt uppfinningen genom att ventilen är en av laddlufttrycket styrd tvåvägsventil, som vid laddlufttryck 55 H0 3- 460 304 understigande ett förutbestämt tryck leder i huvudsak all ladd- luft förbi laddluftkylaren och vid laddlufttryck överstigande ett förutbestämt tryck leder i huvudsak all laddluft genom ladd- luftkylaren, varvid ventilen är försedd med organ för fördröj- ning av ventilomställningen vid hastig ändring av laddlufttrycket.

Anomüfingaienlfin uppfinningen ger hög temperatur i cylindern vid låg belastning, då laddlufttrycket är lågt och all ladd- luft leds förbi kylaren. Vid hastig belastningsändring, t.ex. "kall accelerationfl, sker en kontrollerad ändring av kylningen på sådant sätt, att förhöjd bulleremission undvíkes. Vid full- belastning erhålles ingen reducering av laddluftkylningen.

Systemet medger godtyckligt snabb anpassning till belastnings- ändringar genom att det styrs av laddlufttrycket och det arbetar med små luftflöden, låga tryck och utan yttre energi- tillförsel. ~ Uppfinningen beskrives närmare under hänvisning till på bi- fogade ritning visade utföringsexempel, där fig. 1 visar ett schema över en turboladdad förbränningsmotors förbrännings- luftsystem och fig. 2 visar ett längdsnitt genom en i systemet i fig. 1 ingående shuntventil.

I fig. 1 visas schematiskt en dieselmotor 1 med ett insug- ningsgrenrör 2 och ett avgasgrenrör 3. Det senare är anslutet till ett avgasrör med ljuddämpare N via en turbin 5, vilken driver en kompressor 6. En ledning 7 förbinder via en ladd- luftkylare 8 kompressorns utlopp med insugningsgrenröret 2.

Parallellt med kylaren B ligger en shuntledning 9, som i den övre förgreningen innehåller en tvâvägsventil 10, vilken visas närmare i fig. 2. Kompressorn 6 kan följaktligen, i beroende av ventilinställningen, som bestäms av laddluft- trycket, såsom beskrives nedan, tillföra cylindrarna kyld laddluft via kylaren 8, okyld laddluft via ledningen 9 eller en blandning av kyld och okyld laddluft via bägge vägarna samtidigt. - Den i förgreningen mellan ledningen 7 och ledningen 9 liggan- de ventilen 10 innefattar ett med en vridbar axel 11 förbun- det spjäll 12, som i det i fig. 2 med heldragna linjer visade 460 40 304 *L läget leder all laddluft via kylaren 8 och i det med punkt- streckade linjer visade läget leder all laddluft via shunt- ledningen 9 till cylindrarna. Spjället 12 uppvisar en kugg- krans 13, vars kuggar ingriper med kuggar på en kuggstäng lü, vars förlängning med en cylindrisk del 15 bildar en med en kolv 16 förbunden kolvstång. Kolven 16 är förskjutbar i en cylinder 17, i vilken den cylindriska kolvstången 15 in- skjuter genom en tätningshylsa 18. Vid förskjutning av kolven 16 i cylindern 17 åstadkommes sålunda omställning av spjället 12 mellan de bägge visade lägena genom inverkan av kugg- ingreppet mellan kuggstängen lä och kuggkransen 13.

Kolven 16 är belastad åt vänster - sett i fig. 2 - av en tryckfjäder 19, som stödjer mot ett lock 20 med ett ventila- tionshäl 21, och åt höger av lufttrycket i cylinderkammaren 22, vilken kommunicerar med shuntledningen 9, dvs. med kompressorns trycksida via en strypt passage 23. Vid ett visst lågt tryck i kammaren 22, som innebär låg belastning på motorn och en av laddlufttrycket resulterande kraft på kolven som är mindre än fjäderkraften i fjäderns expanderade tillstånd in- ställes spjället i det med punkt-streckade linjer visade läget, så att all laddluft leds via shuntledningen 9. När laddlufttrycket ökar p.g.a. ökande motorbelastning ökar även trycket i kammaren 22, och därmed även den på kolven verkande resulterande kraften. Vid ett visst bestämt högre laddluft- tryck, som innebär hög motorbelastning, är tryckkraften större än den maximala fjäderkraften och kolven intar det i fig. 2 visade läget, i vilket spjället 12 stänger shuntledningen 9, så att all laddluft leds via kylaren. Vid laddlufttryck mel- lan ovannämnda låga och höga tryck inställes spjället mellan ändlägena, så att luft leds bägge vägarna, varvid cylindrarna tillföres en blandning av kyld och okyld luft.

Den ovan beskrivna funktionen gäller under stationära för- hållanden och långsamma tryckändringar, då tryckutjämning över den strypta passagen 23 hinner ske. Vid snabba tryck- ändringar, som inträffar vid snabb acceleration i samband med körning med låg hastighet och lågt effektuttag, dvs. vid typisk tätortstrafik, sker en fördröjning av spjällets rörelse, som är beroende av strömningsmotstândet i den strypta passagen /í 'if 460 so4y \J'1 23 och kammarens 22 volym.

Passagens 23 strypning och kammarens 22 volym kan anpassas godtyckligt för en önskad fördröjning, som kan vara ca 1-5 sekunder. 2 Genom uppfinningen uppnås sålunda en förhöjning av tempera- turen i förbränningsrummet under bränsleinsprutningens första skede vid snabb acceleration (varvtals- och belastningsökning) från låg belastning (kall motor), vilket sker genom en av laddlufttrycket styrd förbikoppling av laddluftkylaren. Vid konstant omgivningstemperatur innebär detta att förbikopp- lingen indirekt styrs av laddluft-temperaturen.

Ovan har beskrivits ett utföringsexempel, vid vilket shunt- ventilen är placerad i en ledningsförgrening före laddluft- kylaren. Den kan emellertid med bibehållen funktion hos sys- temet placeras i förgreningen efter kylaren.

Claims (6)

460 10 15 20 25 30 35 304 Patentkrav

1. Anordning för tillförsel av förbränningsluft till cylindrar- na i en förbränningsmotor för fordon, innefattande en kompressor för förhöjning av trycket hos den till cylindrarnas luftinlopp tillförda luften, en laddluftkylare för kylningavladdluften från kompressorn samt en ventil, som medger tillförsel av ladd- luft från kompressorn förbi laddningsluftkylaren direkt till mo- torns luftinlopp, k ä n n e t e c k n a d av att ventilen (10) är en av laddlufttrycket styrd tvâvägsventil, som vid laddluft- tryck understigande ett förutbestämt tryck leder i huvudsak all laddluft förbi laddluftkylaren (8) och vid laddlufttryck över- stigande ett förutbestämt tryck leder i huvudsak all laddluft genom laddluftkylaren, varvid ventilen är försedd med organ (23) för fördröjning av ventilomställningen vid hastig ändring av laddlufttrycket..

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att ventilen (10) är inkopplad i den ena av förgreningarna mellan en ledning (7) som leder laddluft till cylindrarnas inlopp via laddluftkylaren (8) och en parallellt med laddluftkylaren in- kopplad shuntledning (9), varvid ventilen är anordnad att vid tryck understigande tryck inom ett bestämt tryckintervall leda i huvudsak all laddluft via shuntledningen till cylindrarna, att vid tryck inom nämnda intervall leda laddluften både via laddluftkylaren och shuntledningen och att vid tryck överstigan- de tryck inom nämnda intervall leda i huvudsak all laddluft via laddluftkylaren.

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att ventilen har ett spjäll (12), som är manövrerat av ett pneuma- tiskt manöverdon (16, 17), innefattande en luftkammare (22) in- nehållande ett med spjället förbundet arbetselement (16), som, är belastat av en av laddlufttrycket beroende kraft i riktning mot ett läge, i vilket spjället bryter förbindelsen mellan komp- ressorn (6) oxh cylindrarnas luftinlopp via shuntledningen (9) och som är belastat i motsatt riktning av en fjäderkraft, var- vid nämnda organ för fördröjning av ventilomställningen är bil- W' 10 15 20 25 460 304 dade av en strypt förbindelse (23) mellan kompressorn och luft- kammaren.

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att spjället (12) är manövrerat av en kolv-cylinderanordning (16, 17), vars kolv (16) är fjäderbelastad mot ett läge, i vilket spjället bryter förbindelsen mellan kompressorn (6) och motorns luftinlopp (2) via laddluftkylaren (8), varvid kolvens cylinder- rum (22) pâ fjäderns motsatta sida står i kommunicerande förbin- delse med kompressorns trycksida, så att ett av laddlufttrycket beroende tryck i cylinderrummet belastar kolven mot ett läge, i vilket spjället bryter förbindelsen mellan kompressorn och mo- torns luftinlopp'via shuntledningen (9), varvid nämnda organ för fördröjning av ventilomställningen är bildade av en strypning i förbindelsen (23) mellan kompressorn och cylinderrummet.

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att cylinderrummet (22) står i förbindelse med kompressorns (6) trycksida via en strypt passage (23), som kommunicerar med shunt- ledningen (9) nedströms om spjället (12).

6. Anordning enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a d av att kolven (16) står i förbindelse med en kolvstång (15), vil- ken är delvis utformad som en kuggstång (14), som ingriper med kuggar på en med spjället (12) förbunden kuggkrans (13)-