SE506704C2 - Anordning för reglering av i en cylinder till en förbränningsmotor komprimerad luft - Google Patents

Description

506 704 2 enligt uppfinningen ligger i att dess hittills endast till motor- bromsningsdrift begränsade användning nu åtminstone utvidgats till möjligheten att alstra och lagra tryckluft. Härigenom kan man sålunda undvara en särskild luftkompressor.

Fördelaktiga utföringsformer av uppfinningen har angivits i de osjälvständiga patentkraven, varvid särskilt med särdragen enligt patentkravet 4 uppnås en ytterligare funktionsutvidgning av anordningen, nämligen som tryckluftinblåsningsanordning. Vid omställning av anordningen till inblåsning av tryckluft förbättras särskilt instationärdriften och rökförhållandet vid förbrännings- motorn.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bifogade schematiska ritning.

I den enda figuren på ritningen har visats ett cylinderhuvud 1 till en icke vidare åskådliggjord dieselmotor för drift av ett fordon. Cylinderhuvudet täcker en eller flera cylindrar 2, i vilka är förskjutbart styrd en kolv 3 för komprimering av insugen luft.

Däremot visas icke de i cylinderhuvudet 1 anordnade gasväxlings- kanalerna och -ventilerna, medelst vilka förbränningsluften införs i cylindern 2 på reglerat sätt och den genom förbränningen upp- kommande avgasen bortförs ur cylindern 2 till en avgasledning 4.

Förutom gasväxlingsventilerna är i cylinderhuvudet 1 för alla cylindrarna 2 eller förbränningsrummen eller också endast för separata cylindrar 2 inrättad en reglerventil 5, som reglerar en förbindelseöppning mellan cylindern 2 eller förbränningsrummet och en utblåsningskanal 6 i cylinderhuvudet 1. Till utblåsningskanalen 6 är utanför cylinderhuvudet 1 ansluten en tryckluftledning 7, som är förbunden med en tryckluftackumulator 8. I tryckluftledningen 7 är inrättad en 3/2-vägsventil 9 som omställningsventil och i det till tryckluftackumulatorn 53 gående ledningsavsnittet finns en backventil 10, medelst vilken trycket i ackumulatorn 8 spärras mot tryckluftledningen 7. Backventilen 10 är alltså öppen endast när trycket i tryckluftledningen 7 är högre än i ackumulatorn 8. För övervakning av ett i tryckackumulatorn 8 förutbestämt arbetstryck tjänar en tryckgivare 11, som är inkopplad i tryckluftledningen 7 mellan backventilen 10 och ackumulatorn 8 eller också är direkt förbunden med den sistnämnda. Till 3/2-vägsventilen 9 är dessutom - ansluten en med avgasledningen 4 förbunden utblåsningsledning 12. 506 704 3 3/2-vägsventilen 9 har i ett första inställningsläge en genomströmningsförbindelse för den anslutna tryckluftledningen 7 under avstängning av utblåsningsledningen 12. I det andra inställ- ningsläget är genomströmningsförbindelsen i tryckluftledningen 7 avstängd men den till utblåsningskanalen 6 anslutna ledningsdelen av tryckluftledningen 7 är förbunden med utblåsningsledningen 12.

Omställningen av 3/2-vägsventilen 9 sker med hjälp av en elektromagnet 13, som via en motsvarande reglerledning 14 är för- bunden med en elektronisk styrenhet 15. Från denna styrenhet 15 sker likaså påverkan av' reglerventilen 5, som är' manövrerbar medelst en styrkolv 16, som påverkas med ett hydrauliskt eller pneumatiskt styrmedium från en tryckledning 17. I tryckledningen 17 är insatt en reglerventil 18, som styrs av en elektromagnet 19, vilken via en reglerledning 20 är förbunden med styrenheten 15.

Ingångsstorheter för reglerenheten 15 är exempelvis paramet- rarna arbetstryck hos ackumulatorn 8, som från tryckgivaren 11 överförs via en.mätledning 21, vidare motorvarvtalet n, omgivnings- temperaturen t, en accelerationssignal b, eventuellt kompressions- trycket pcyl och vid en överladdad förbränningsmotor laddnings- trycket pLL. Ur ingångsstorheterna bildas av styrenheten 15 enligt ett förutbestämt program styrsignaler, medelst vilka de båda elektromagneterna 13 och 19 och ett icke närmare visat bränsle- mängd-styrorgan via styrledningarna 14 och 20 samt 22 för bränsle- mängd-styrorganet påverkas.

Med den beskrivna uppbyggnaden kan anordningen enligt upp- finningen först utnyttjas för drift som "motorbroms" eller som "tryckluftalstrare".

Anordningens arbetssätt för motorbromsning är följande. Om på grund av ingångsstorheterna eller genom manuell påverkan från föraren bromsningsdrift detekteras av styrenheten 15 så inregleras av denna styrenhet 3/2-vägsventilen 9 till sitt andra läge i vilket utblåsningsledningen 12 är förbunden med tryckluftledningen och kanalen 6. Samtidigt förhindras via styrledningen 22 bränsletill- försel och reglerventilen 5 påverkas därefter taktvis varje gång som under ett kompressionsslag kolven 3 närmar sig den övre dödpunkten. Den så långt komprimerade luften utblåses sedan via strypspalten förbi den numera öppnade reglerventilen 5 och in i avgasledningen 4. Genom öppnandet av reglerventilen 5 nära eller vid dödpunktsläget hos kolven skulle luften komprimeras ända till 506 704 4 det möjliga sluttrycket, vilket skulle motsvara den maximala motorbromsningsverkan. Bromsverkan kan därigenom varieras genom att icke alla utan endast en del cylindrar omställs till motorbroms- ningsdrift.

En annan möjlighet till ändring av' motorbromsningsverkan utgörs av att öppningstidpunkten för reglerventilen 5 framflyttas till ett lägre kompressionstryck som fallet är vid exempelvis det med punktstreckade linjer visade kolvläget. Om nu givaren ll anger ett undre gränstryck i ackumulatorn 8 förs under motorbromsnings- drift den komprimerade luften via tryckluftledningen 7 till ackumu- latorn 8 ända tills dennas tillåtna övre gränstryck åter uppnåtts.

Först därefter omställs 3/2-vägsventilen 9 och luften utblåses i avgasgrenröret i avgasledningen 4.

Som tryckluftalstrare fungerar anordningen på följande sätt.

Om tryckgivaren 11 detekterar en brist på tryckluft i tryckluft- ackumulatorn 8 så inställs av styrenheten 15 3/2-vägsventilen till sitt första inställningsläge, i vilket tryckluftledningen är för- bunden med ackumulatorn 8. Samtidigt påverkas via styrledningen 16 elektromagneten 14 vid reglerventilen 5 som under kompressions- slaget hos kolven 3 taktvis öppnar reglerventilen 5 redan när trycket i cylindern 2 uppnått det förutbestämda arbetstrycket hos tryckluftackumulatorn 8, vilket exempelvis är fallet vid det genom de punktstreckade linjerna visade läget av kolven. Backventilen 10 förhindrar därvid att tryckluft kan strömma tillbaka till cylin- drarna via ackumulatorn. Så snart som tryckgivaren 11 indikerar att arbetstrycket i tryckluftackumulatorn har uppnåtts sker genom styrenheten en omställning till driftstypen "motorbromsning" och den taktvisa påverkan av reglerventilen 5 avbryts.

Om kapaciteten hos den lagrade tryckluften är stor nog finns det enligt en vidareutvecklad utföringsform av uppfinningen en möjlighet till att inblåsa den lagrade tryckluften som tillskotts- luft för befrämjande av förbränningen i cylindrarna 2. Detta är fördelaktigt särskilt vid en acceleration hos fordonet. Medelst anordningen enligt uppfinningen uppnås detta därigenom att tryck- luftledningen 7, såsom antytts medelst punktstreckade linjer, kompletterats med en förbigångsledning 23, som passerar förbi backventilen 10, och som har en 2/2-vägsventil 24 samt en elektro- -magnet 25 för påverkan av vägventilen. Dessutom krävs en motsva- rande komplettering av arbetssättet hos styrenheten 15.

Claims (4)

506 704 5 Om nu av styrenheten 15 detekteras ett accelerationstillstånd ur'den.förefintliga accelerationssignalen, så omställs 2/2-vägsven- tilen 24 via styrledningens 26 och elektromagnet 25 samt 3/2- vägsventilen 9 till öppet eller genomströmningsläge. Därefter öppnas reglerventilen 5 taktvis vid varje kompressionsslag hos kolven 3, varvid öppnandet, beroende av arbetstrycket i ackumula- torn 8, sker i intervallet mellan kolvens 3 undre dödpunktsläge och ett kompressionsslag, i vilket kompressionstrycket i cylindern 2 fortfarande är mindre än arbetstrycket i tryckluftackumulatorn 8. Också vid detta driftssätt hos anordningen kan alla reglerventi- lerna eller också endast enstaka sådana regleras för tillskotts- luftdrift. För att undvika alltför höga temperaturer hos den komprimerade luften i ackumulatorn 8 kan reglerventilen 5 vara stängd under kolvens 3 uppåtgående rörelse. A Vidare är en fyllning av det i fordonet befintliga tryckluft- systemet (ackumulatorn 8) icke endast möjligt i avstängt tillstånd hos motorn utan den erforderliga luften kan också under förbrän- ningsmotorns arbete uttas genom en lämplig reglering av reglerven- tilen 5. Den luftmängd som därvid fattas i förbränningsförloppet kan man ta hänsyn till vid doseringen av bränslemängden (insprut- ningsmängdanpassning) genom lämpliga styrsignaler via styrledningen 22. Vid ett lämpligt fasriktigt öppnande av reglerventilen 5 finns det dessutom också en möjlighet att starta förbränningsmotorn med hjälp av tryckluft från ackumulatorn 8 så att anordningen enligt uppfinningen också fyller funktionen som tryckluftstartanordning. P a t e n t k r a v

1. Anordning för reglering av i en cylinder till en förbrännings- motor medelst en kolv komprimerd luft medelst en reglerventil, som med hjälp av en elektronisk styrenhet är omställbar mellan öppet och stängt läge vid ett kompressionsslag hos kolven vid olika lägen före övre dödpunkten, varvid den medelst reglerventilen ur cylin- dern utsläppta luften är bortförbar i en avgasledning, k ä n n e- t e c k n a d a v att nedströms reglerventilen (5) är anordnad - en växelventil (9) medelst vilken den komprimerade luften valbart kan införas i en med en tryckluftackumulator (8) förbunden tryck- 506 704 6 luftledning (7) eller i avgasledningen (4), och att vid införing av luften i tryckluftledningen (7) öppnandet av reglerventilen (5) sker när trycket hos den i cylindern (2) komprimerade luften unge- fär nått ett förutbestämt arbetstryck i tryckluftackumulatorn.

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att mellan tryckluftackumulatorn (8) och reglerventilen (5) är anordnad en i beroende av trycket hos den komprimerade luften i cylindern (2) till öppet läge överförbar backventil (10).

3. Anordning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d a v att växelventilen (9) är en medelst en elektromagnet (13) manövrerbar 3/2-vägsventil.

4. Anordning enligt patentkravet 2 eller 3, k ä n n e t e c k- n a d a v en backventilen (10) överbryggande förbigångsledning (23) med en 2/2-vägsventil (24), som av styrenheten (15) är om- ställbar mellan genomströmnings- och avstängningsläge i beroende av en accelerationssignal (b).