SE463930B - Foerfarande foer drift av en avgas-turbooeverladdad, laagkomprimerande flercylindrig dieselfoerbraenningsmotor - Google Patents

Description

Den (rena) cylinderurkopplingen användes i den mån det är förut känt vid dieselmotorer endastt i tomgångsdrift och i övergångsfasen till laga medeltryck. För detta har urkopplingsstyrsystem utvecklats både för motorer med block- som separatinsprutningspumpar (jämför t.ex. DE-PS 28 21161 stickord: delad reglerstang).

I den man man önskar en ytterligare sänkning av kompressionsför- hållandena löses detta problem genom kombination av cylinderurkoppling med efterladdning av cylindrar i drift medelst förkomprimerad luft från de cylindrar som icke är i drift (jämför t.ex. patentskrifterna 33 22 168 och 33 23 337).

Detta system kräver en avsevärd reglerinsats ifråga om ventiler, luftförrad liksom även ur- och tillkopplingsanordningar för de ifrågavarande turbokompressorerna. _ -- -.=-- -.~ Uppfinningen utnyttjar därför bara den i och för sig förut kända rena cylinderurkopplingen. Vid den typ av förbränningsmotor som ligger till grund för uppfinningen och som har tva skilda turbokompressorer respektive två ledningar för överiaddad luft, vilka står i förbindelse via en tryckutjäm- ning, har denna urkoppling den graverande nackdelen med en dålig accelera- tion och ökad svart rök vid urkopplingsdrift, eftersom överladdningstrycket som byggs upp från de drivna cylindrarna av de ifrågakommande turbo- kompressorerna genast avtar via tryckutjämningen in i den icke drivna cylinderraden, och på så sätt sjunker i de drivna cylindrarna och därmed saknas vid förbränningen. Detta har till följd att en vid insprutningspumpen befintlig rökbegränsare (LDA = ladedruckabhängiger Vollastanschlag, dvs. överladdningstryckberoende fullaststopp vilket begränsar reglerstångens ut- slag vid insprutningspumpen och därigenom begränsar insprutningsmängden vid låga överladdningstryck), vilken endast trögt friger den insprutningsmängd som krävs för snabb acceleration i den grad det nödvändiga överladdnings- trycket ånyo byggs upp, eller, vid avsaknad av en LDA, leder till avsevärda mängder av svart rök.

Till grund för uppfinningen ligger därför uppgiften att vid en förbränningsmotor av den typ som ligger till grund för uppfinningen utjämna den vid start och delbelastning bristfälliga överladdningen hos avgasturbo- kompressorerna på enkelt sätt och uppnå en temperatur som är tillräckligt hög för att tända det insprutade bränslet vid starten respektive uppnå en bättre förbränning av bränslet med mindre emission av skadliga ämnen hos avgaserna vid delbelastningsdrift trots det låga kompressionsförhallandet.

Ik.

D 7 x. '<3 '7 _ Ö C°)\ A 3 L? I enlighet med uppfinningen löses denna uppgift genom att tryck- utjämningen mellan de båda ledningarna för överladdad luft spärras vid cylinderurkopplingen - vid start såväl som i det undre belastnings- och varvtalsområdet - och återigen inkopplas i det övre belastningsområdet me- delst en belastningsstyrd anordning, och att samtidigt intagsluften till de drivna cylindrarna under cylinderurkopplingen förvärmes medelst kända me- del som t.ex. med dieselbränsle drivna flamglödstift eller elektriskt upp- värmda glödstift.

Genom avspärrandet av tryckutjämningen under cylinderurkopp- lingen förloras ingen överladdningsluft i de icke drivna cylindrarna. Vid motsvarande belastning sker sedan åter inkopplingen av tryckutjämningen (i förbindelse med inkopplingen av de övriga cylindrarna) för att försörja båda cylinderraderna med lika överladdningstryck, då annars ksaftigt divergerande cylindermaximaltryck kan uppträda på grund av olika, toleransbetingade överladdningstryck till följd av tillverkningsspridningar i ventildriften, vid de gas- och luftförande kanalerna med avseende på insprutningsmängder och insprutningstidpunkt liksom vid turbin- och kompressorhjul, med oönskat höga växelvridmoment som följd, vilka belastar drivpaketet och leder till skak- ningar i motorupphängningen.

Som åtföljande åtgärd förvärmes intagsluften i de drivna cylind- rarna. Detta kan styras elektroniskt och ske i takt medelst temperatursenso- rer (temperaturmätning av intagsluften), vilka kopplas in och ur automatiskt.

En styrning i beroende av belastningen vore också tänkbar.

I den mån en kylning av överladdningsluften förekommer är det för lösande av uppgiften i en ytterligare utformning av uppfinningen gynn- samt att avbryta genomströmningen av kylmediet genom överladdningsluftky- laren under cylinderurkopplingen så att den genom överladdningsluftkylaren förda överladdningsluften inte utsättes för någon kylning.

För bränsleinsprutningen användes' en enkel insprutningspump med bara en enda reglerstång. Vid denna sker in- och urkopplingen av bränslet belastningsberoende medelst särskilda spår i insprutningspumpens element. En sådan insprutningspump har hittills - såvitt känt - endast använts för avbry- tande av bränsletillförsel vid tomgång respektive lågbelastningsdrift. Som ett ytterligare särdrag hos uppfinningen skall en sådan insprutningspump nu också användas för avbrytande av bränsletillförsel vid kallstart liksom vid fri accelereration (för att vid den senare förhindra ett kortfristigt insprutande av bränsle in i de urkopplade cylindrarna). -lä- 6 3 9 33 4 Ett utföringsexempel av uppfinningen visas i ritningen och beskri- ves närmare nedan. Här visar: fig. 1 en schematisk framställning av en diesel-V-motor med 12 cylindrar, två avgasturbokompressorer och en överladdningsluftkylning sett från ovan, fig. 2 en vy i riktning av pilen II i fig. l.

F igurerna visar en överladdad dieselförbränningsmotor med cylin- derraderna l och 2 som vardera består av sex cylindrar. Överladdningen av cylinderraden 1 utföres medelst avgasturbokompressorn 3 och överladdningen av cylinderraden 2 medelst avgasturbokompressorn 4. Härvid förenas led- ningarna 12 och 13 för överladdningsluft, vilka leder från avgaskompresso- rerna, i ett diffusorartat inloppshus 5 inkopplat före en kylanordning 6 för överladdningsluften. Föreningen i inloppshuset 5 skulle-normalt utgöra tryck- utjämningen. I enlighet med uppfinningen finns nu en genomgående skiljevägg 19 i inloppshuset 5, i kylaren 6 för överladdningsluften liksom i kylarutloppet 7 för överladdningsluften, vilken uppvisar ett reglerorgan 20 i omrâdet för inloppshuset 5. Medelst skiljeväggen 19 åstadkommes i praktiken en skild överladdningsluftkrets för varje cylinderrad l respektive 2 med skilda inlopp 5a respektive 5b, skilda värmeväxlarblock 6a respektive 6b och skilda utlopp 7a respektive 7b, varvid nu en styrd tryckutjämning sker med hjälp av reglerorganet 20 (exempelvis ventil eller vridskíva). Reglerorganet 20 styres i beroende av belastningen. Det är slutet i urkopplad cylinderdrift (urkoppling sker av åtminstone halva cylinderantalet, dvs. en cylinderrad hos V-motorn) och är öppet vid drift av samtliga cylindrar. Härigenom erhålles ett gott accelerationsuppförande från nedre tomgång upp till nominell effekt. Å andra sidan föreligger samma överladdningstryck vid alla cylinderinlopp i det övre belastningsomradet, varigenom ett tillräckligt tändtryck och lika luftöver- skott säkerställas.

Som vidare kan ses ur figurerna strömmar överladdningsluften från utloppen 7a respektive 7b via de ifrågakommande intagsrören 14 respektive 15 till de icke närmare betecknade inloppskanalerna hos cylinder- locken, varvid en uppvärmningsanordning 8 respektive 9 är anordnad ned- ströms vid inloppet till rören 14 respektive 15. I beroende av vilken av de båda cylinderraderna som till att börja med skall drivas, kommer antingen värmeanordningen 8 eller värmeanordningen 9 att vara i drift. I fråga om värmeanordningar kan flamglödstift som drives med dieselbränsle användas eller elektrisk uppvärmda glödstift, vilka kopplas in via en regleranordning ¿v J 44- ozn f v -- '~--' V af g som är temperatur- eller laststyrd. Pa detta sätt förvärmes ínsugningsluften pa enkelt sätt (i syfte att höja kompressionssluttemperaturen).

Det bör ytterligare nämnas att turbokompressorernas 3 och 4 avgasturbiner pa sedvanligt sätt matas via avgasrören 17 respektive 18 och att bränslet föres till de enskilda insprutningsmunstyckena ll i respektive cylinderhuvud in i de respektive drivna cylindrarna såsom beskrivits ovan medelst den skisserade insprutningspumpen 10 via icke visade insprutningsled- ningar. .__~_°_

Claims (3)

CN 9::- 6 PATENTKRAV

1. Förfarande för drift av en avgasturboöverladdad, lagkompri- merande flercylindrig dieselförbränningsmotor med en första cylindergrupp, som arbetar i hela driftsomradet och med en andra cylindergrupp som är urkopplad vid start respektive tomgangs- och delbelastningsomradet och är inkopplad i det övriga belastningsomradet varvid ur- respektive inkopplingen av cylindergruppen sker medelst ur- respektive inkoppling av bränsletillför- sein, varvid en avgasturbokompressor med tillhörande ledning för överladd- ningsluft är tillordnad till vardera cylindergruppen, samt ledningarna för överladdningsluften är förbundna med varandra medelst en s.k. tryckutjäm- ning, k ä n n e t e c k n a t därav, att, medan cylindrarna är urkopplade - vid start likaväl som i nedre belastnings- och varvtalsomràdet - tryckutjäm- ningen är spärrad mellan de bada ledningarna (12, l3)-fär. överladdningsluft (skiljeväggen 19) och äter upprättas i övre belastningsomradet medelst en belastningsstyrd anordning (20) samt att samtidigt, den till de i drift varande cylindrarna insläppta luften förvärmes medelst kända medel, som exempelvis med dieselbränsle drivna flamglödstift eller elektriskt uppvärmda glödstift (8 eller 9), under cylinderurkopplingen.

2. laddningskylare k ä n n e t e c k n a t därav, att kylmediets strömning genom Förfarande enligt krav 1 vid en förbränningsmotor med en över- laddningsluftkylaren (6) avbrytes i driftsomradet med cylinderurkoppling och luftförvärmning.

3. en enkel insprutningspump (10) med en enda reglerstàng användes och vid vilken insprutandet av bränsle i de urkopplade cylindrarna förhindras vid kallstart, respektive i obelastat tillstànd, framförallt vid den s.k. fria accelerationen, medelst särskilda spar i insprutningspumpens element. Förfarande enligt kraven l och 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att'