SE517221C2 - Förfarande och anordning för reglering av insugningslufttemperaturen i en förbränningsmotor - Google Patents

Description

20 25 30 517 221 Uppfinningens fördelar Den nänmda uppgiften löses med käimeteclmen i krav 1 respektive krav 4 genom att kylanordningen kopplas in då knackningsbenägenheten i motom överstiger ett förut- bestämbart gränsvärde. Ty motoms knackningsbenägenhet är ett tillförlitligt tecken på en verkningsgradsförlust, som kan motverkas genom en insugningsluftkylning.

Genom att kylanordningen kopplas in endast i motoms övre belastningsområde, ger den heller inga störande fläktljud under motoms tomgång.

Fördelaktiga utíöringsfonner av uppfmningen framgår ur de oberoende kraven.

På så sätt kan knackningsbenägenheten som indikator fastställa fördröjningständ- ningsvinkeln eller tändningsvinkelverlmirigsgraden. Kylanordningen kopplas in, när antingen fördröjningständningsvinkeln eller tändningsvinkelverkningsgraden under- stiger ett förutbestämbait gränsvärde. Detta kan också användas som en medelstorhet över alla beñntliga cylindrar av fördröjningständningsvinkeln respektive tändnings- vinkelverkningsgrader som inställningsstorhet för kylanordningen.

För styrning av kylningen kan en kylfläkt 10 eller för en lufi/vattenkylare kan en styrbar kyhnedelspump sättas in. En annan variant består av en kylare med en förbi- ledning, i vilken är insatt en styrbar bypassventil.

Beskrivning av utföringsexemplen Med ledning av flera på ritningarna framställda utfóringsexempel beskrivs i de föl- jande uppfinningen närmare.

Fig 1 visar ett schematiskt kopplingsschema av en törbränningsmotor med en anord- ning för kylning av insugningslufttemperaturen enligt uppfinningen, ÉTIIÉ fllilš lll? lll! 10 15 20 25 30 517 221 Fig 2 visar ett funktionsdiagram för fastställande av en inställningsstorhet för en ky- lanordning och Fig 3 visar ett kvalitativt förlopp hos tändningsvinkelverkriingsgraden.

I F ig 1 fiarnställs en förbränningsmotor 1 med dess luftinsugningsrör 2. I luftinsug- ningsröret 2 befmner sig på känt sätt en strypventil 3 och en sensor 4 för strypven- tilsvinkeln ot. Dessutom är i luftinsugningsröret 2 anordnade en sensor 5 för insug- ningslufttrycket pd och en sensor 6 för massan av den insugna luften lm. Förbrän- ningsmotom 1 är utrustad med en sensor 7 för motorvarvtalet n och med en sensor 8 för inställning av vevaxeln kw.

Vid luftinsugningsröret 2 är installerat en kylanordning 9, vilken tjänar till att reglera insugningslufttemperaturen. Kylanordningen 9 kan antingen vara en ren luft/luftkylare eller en luft/vattenkylare. I det framställda utföringsexemplet har kyl- anordningen 9 en fläkt 10 med en motor ll. I motoms undre belastningsområde kopplas kylfläkten 10 ur, eftersom en så hög insugningslufttemperatur som möjligt är fiördelaktig i detta driftsornråde, då densiteten hos laddluften sjunker med högre tem- peratur, varför strypventilen öppnar och strypförlustema av denna anledning sjunker, varvid motorns verkningsgrad mätbart förbättras. Då en hög insugningslufttempera- tur i motorns övre belastningsoniråde leder till verkningsgradsfiörluster, kopplas kyl- fläkten 10 in i detta dliftområde.

För att undvika verkningsgradstörluster i förbränningsmotom 1 på grund av för hög eller för låg insugningslufttemperatlir, beror det väsentligen på vid vilken tidpunkt respektive i vilket driftstillstånd som kylfläkten 10 kopplas in respektive ur. En in- ställningsstorhet gbs för in- respektive urkopplingen av kylfläkten 10 matar en styr- anordning 12. Då verkningsgraden i förbränningsmotorn i övre belastningsornrådet till följd av tilltagande knacknirigsbenägenhet minskas, används knackningsbenägen- heten som kriterium för inkopplingen av kylfläkten 10. Styranordningen 12 detekte- TH' Hïlliš 51"' EH 'IIÜ 'llšl 10 15 20 25 30 517 221 4 rar således motoms knackningsbenägenhet och anger styrningsstorheten gbs för in- koppling av kylfläkten 10, när knackningsbenägenheten överskrider ett förutbestäm- bart gränsvärde.

Hur knackningsbenägenheten kan detekteras i styranordningen 12, visar exempelvis fimktionsdiagrammet i Fig 2. I detta ftmktionsdíagram utgås från, att tändningsvin- kelverkningsgraden är en indikator för lcnaclcnjngsbenägenheten i förbränningsmo- tom. Ur DE 196 18 893 Al framgår, att tändníngsvinkelverkningsgraden norrnalise- ras beroende på motorvarvtalet och motorbelastningen, för att genom fyllningsgrads- förändring och tändningsvinkeljnställning ställa in motoms optimala börmoment.

Ur ett indikationsfält KF1 som beror på strypventilsvínkeln ot och insugningsluft- trycket pd eller insugnirtgsluftrrrassan lm kan motorbelastningen rl utläsas. Motorbe- lastningen rl och motorvarvtalet n tillförs ett indikationsfält KF2 och ett ytterligare indikationsfált KF3. Ur indikationsfältet KF2 följer den optimala tändníngsvinkeln zwopt, vid vilken förbränningsmotorn har den högsta verkningsgraden, och ur indi- kationsfältet KF 3 följer den aktuella tändningsvinkeln zw. I fórbindelsepunkten VZP fastställs skillnaden dzw mellan den optimala tändningsvinkeln zwopt och den aktu- ella tändningsvinkeln zw. Differensvärdet dzw omvandlas till en indikationslinje KL i tändningsvmkelverkningsgraden etazw. Ett kvalitativt indikationslinjeförlopp for tändningsvinkelverkningsgraden etazw beroende på skillnaden dzw mellan den aktu- ella tändningsvinkeln zw och den optimala tändningsvinkeln zwopt visas i Fig 3.

Slutligen genomgår tändningsvinkelverkningsgraden etazw ett gränsvärdesbeslut SE.

Underskrider nämligen tändningsvinkelsverlmingsgraden etazw ett i gränsvärdesbe- slutaren SE förutbestämbart gränsvärde, så avger gränsvärdesbeslutaren SE inställ- ningsstorheten gbs för inkoppling av kylfläkten 10. Detta gränsvärde hos gränsvär- desbeslutaren SE är optimerat med avseende på verkningsgraden beroende på insug- ningslufttemperaturen. lll' Illlliï lll ' ïlílš 10 15 517 221 5 Som indikator för knackningsbenägenheten kan också fördröjningständningsvinkeln användas, vilken låter sig bestämmas ur indikationsfaltet KF 3.

Eftersom knacknirigsregleringen vanligtvis fungerar cylinderselektivt och tändnings- vinklarna för de enskilda cylindrama därför kan ställas in olika, har cylindrarna ock- så olika fördröjningständningsviriklar och olika tändningsvinkelverkningsgrader. Det är därför ändamålsenligt att bestämma en medeltändnjngsvirikelverlniingsgrad fór alla cylindrar eller en medeliördröjningständningsvinkel for alla cylindrar, for att beroende på dessa styra kylfläkten 10. I enklaste fallet genomförs en aritrnetisk nor- malisering av fördröjningständningsvirildarna respektive av tändningsvinkelverk- ningsgraderna.

Alternativt till styrning av kylningen via en kylfläkt 10 kan vid luft/vattenkylare en styrbar kylmedelspump sättas in. En annan variant består av en kylare med en forbi- ledning, i vilken befinner sig en styrbar bypassventil. lll ' IlÉlI ' lfiï ïlillä'

Claims (6)

10 15 20 25 o n . u ao :voro s 517 221 6 Patentkrav

1. F örfarande för reglering av irisugriingslufttemperatiiren i en förbrärmjngsmotor, varvid en kylanordning för kylning av insugningsluften inkopplas i motorns övre belastningsområde och kopplas ifrån i det undre belasmingsområdet, känneteck- nat av att kylanordningen (9, 10) inkopplas, när motoms (1) knackningsbenägen- het överskrider ett förutbestämbart gränsvärde.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att en fördröjningständningsvinkel fastställs som indikator för lcnackriingsbenägenheten, och att kylanordningen (9, 10) inkopplas, när iördröjningständningsvirikeln överskrider ett förutbestämbart gränsvärde.

3. Förfarande enligt krav 2, kännetecknat av att fördröjningständningsvinkeln är en medelstorhet över alla befintliga cylindrars fördröjningständningsviriklar.

4. F örfarande enligt krav l, kännetecknat av att en tändningsvinkelverkningsgrad (etazw) fastställs som indikator för knackningsbenägenheten, och att kylanord- ningen (9) kopplas in, när tändningsvinkelverkningsgraden (etazw) underskrider ett bestämbart gränsvärde.

5. Förfarande enligt krav 4, kännetecknat av att tändningsvinkelns verkningsgrad är en medelstorhet över alla befintliga cylindrars tändningsvinkelverlcriingsgrader.

6. Anordning för reglering av insugningslufttemperatiiren i en forbrämringsmotor, varvid det finns en kylanordning, vilken kopplas in av en styranordning för kyl- ning av insugriingsluften i motorns övre belastningsområde och kopplas ur i det undre belastningsområdet, kännetecknad av att styranordningen (12) kopplar in kylanordningen (9, 10), när den detekterar en knackningsbenägenhet i motom som 'W ïšllllï Eli IPS 10 15 20 25 517 221 7 överskrider ett förutbestämbart gränsvärde. . Anordning enligt krav 6, kännetecknad av att styranordningen (12) fastställer en fördröjningständningsvirrkel som indikator för knackningsbenägenheteri, och att kylanordningen (9, 10) kopplas in, när fördröjningständningsvinkeln överskrider ett förutbestämbart gränsvärde. . Anordning enligt krav 7, kännetecknad av att fördröjningständningsvinkeln är en medelstorhet över alla befmtliga cylindrars fördröjningständnirlgsviriklar. . Anordning enligt krav 6, kännetecknad av att styranordningen (12) fastställer en tändningsvinkelns verkningsgrad (etazw) som indikator för knackningsbenägen- heten, och att kylanordningen (9, 10) kopplas in, när tändningsvinkelns medel- verkningsgrad (etazw) underskrider ett förutbestämbart gränsvärde. lO.Anordning enligt krav 9, kännetecknad av att tändningsvinkelns verkningsgrad är en medelstorhet över alla befmtliga cylindrars tändningsvínkelverkningsgrader. l1.Anordning enligt något av kraven 6-10, kännetecknad av att kylanordningen är en inkopplingsbar kylfläkt (10). 12.Anordning enligt något av kraven 6-10, kännetecknad av att kylanordningen är en luft/vattenkylare med en reglerbar kylmedelspump. 13.Anordning enligt något av kraven 6-10, kännetecknad av att kylanordningen har en förbiledriing med en reglerbar bypassventil. i|i 'HIT ' ' ïï-IEH lšlílšš i El Élïlš