SE521097C2 - Arrangemang vid överladdad förbränningsmotor med sluten vevhusventilation - Google Patents

Description

25 521 097 I sin enklaste form åstadkommes motorbromsning (d.v.s. bromsverkan med hjälp av motorn) genom att föraren släpper upp gaspedalen, lämpligen i kombination med en nedväxling till lägre växel. Ännu effektivare motorbromsning kan emellertid uppnås genom användande av någon typ av avgasbroms (exempelvis en reglerbar trottelvertil) som åstadkommer strypning av avgasflödet under utblåsningsslaget, och därigenom ger upphov till ett mottryck (i avgassystemet) som respektive motorkolv har att övervinna under sitt utblåsningsslag.

Med dagens system kan man åstadkomma det ovannämnda upprätthållandet av undertryck i vevhuset genom att sätta vevhusets inre i förbindelse med det undertryck som råder i luftinsugningskanalen i området mellan luftñltret och kompressoms luftinlopp. En i denna förbindelse inkopplad tryckregulator används därvid till att åstadkomma väsentligen konstant undertryck i vevhuset.

Denna kända typ av system fungerar emellertid inte vid användande av ovannämnda slag av avgasbromsning, eftersom undertrycket mellan luftñltret och kompressoms luftinlopp då blir alltför litet (p. g.a. det strypta avgasflödet till turbokompressoms avgasturbin) samtidigt som gasflödet i vevhusventilationen blir stort (p. g.a. ökat blow-by-gasflöde förbi kolvringama, axeltätningar i turbon och avgasventilstymingarna).

Uppfinningens ändamål Ett huvudändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett arrangemang som säkerställer undertryck i vevhuset också vid motorbromsning (avgasbromsning) hos en överladdad förbränningsmotor med sluten vevhusventilation.

Ett därmed sammanhängande, ytterligare ändamål är att erbjuda en konstruktiv lösning som förhindrar att oljebemängd vevhusgas riskerar att dras in i stora delar av inloppssystemet, speciellt vid avgasbromsning då ju flödet av vevhusgas i vevhus- 30 ventilationen är särskilt stort. 10 15 20 to Un 30 . , . . f s 521 097 Redogörelse för uppfinningen Ovannämnda ändamål uppnås, vid ett arrangemang av det inledningsvis angivna slaget, därigenom att arrangemanget uppvisar de i patentkravets l kännetecknande del angivna särdragen. Vidareutvecklingar av arrangemanget kan dessutom uppvisa de i kraven 2-7 angivna särdragen.

Utmärkande för uppfinningen är således att för säkerställande av undertryck i vevhuset också vid motorbromsning är för återledning av vevhusgaser från vevhuset till inloppsröret anordnad en ventilationsledning som sträcker sig från vevhusets inre till en anslutningspunkt i luftinsugningskanalen mellan luftfiltret och kompressorns luftinlopp. I denna ventilationsledning är i serie inkopplade en oljefälla, en tryckregulator och en tvåvägsförgrening eller tvåvägsventil vars ena utlopp/utloppsport står i förbindelse med nämnda anslutningspunkt via ventilationsledningen, medan dess andra utlopp/utloppsport via en backventil står i förbindelse med inloppsröret.

Om tryckfallet i ledningen mellan ventil och luftinlopp till motorn har anpassat tryckfall torde det inte vara nödvändigt med en tvåvägsventil, utan man kan då nöja sig med en tvåvägsförgrening, exempelvis ett T-rörstycke. I ett dylikt fall är det lämpligt att anordna en backventil vid anslutningspunkten i luftinsugningskanalen.

Speciellt när motorbromsningen sker medelst aktivering av en särskild avgasbroms nedströms avgasventilerna kan det vara svårt och i vissa fall omöjligt att erhålla tillräckligt undertryck i inloppsröret. Detta problem kan emellertid effektivt lösas medelst ett omställbart spjäll som är inkopplat i laddluftmatarförbindelsen mellan laddluftkylarens luftutlopp och inloppsröret. Detta spjäll är då inrättat att kunna stängas vid släpning och avgasbromsning. Genom aktivering av detta spjäll kan man i inloppsröret säkerställa ett undertryck som är tillräckligt för att vevhusgasema (blow-by-gasema) via tvåvägsventilen skall kunna ledas direkt till inloppsröret. En väsentlig fördel med att på detta sätt leda vevhusgasema direkt in till cylindrama är att man då effektivt undviker att olja som förs med av de oljebemängda vevhusgaserna medföljer dessa och avsätts i kompressorn samt i den efterföljande laddluftkylaren. Den i ventilationsledningen uppströms tvåvägsventilen 521 097 ïi§f;{¿¿¿}ß inkopplade oljefällan är företrädesvis ett oljeavskiljningsfilter, som lämpligen är hopbyggt med tryckregulatom till en enhet.

Den närrmda backventilen i förbindelsen mellan tvåvägsventilens andra utloppsport och 5 inloppsröret kan lämpligen omfatta en eller flera fjädrande bladventiler av reed- ventiltypen. Denna eller dessa backventiler har till uppgift att säkerställa att ingen laddluft läcker ut från inloppsröret till ventilationsledningen vid normal drift av motom, d.v.s. när någon avgasbromsning inte förekommer. 10 Arrangemanget enligt uppfinningen är användbart vid såväl överladdade dieselmotorer som överladdade ottomotorer.

Kort beskrivning av ritningsfiguren 15 Ett arrangemang enligt uppfinningen kommer nu nedan att beskrivas närmare och förklaras ytterligare under hänvisning till den bifogade ritningen. Därvid visar: Fig. 1 den enda ritningsfiguren mycket schematiskt hur de i arrangemanget ingående komponenterna och enhetema är anordnade och inbördes hopkopplade och anslutna till en flercylindrig förbränningsmotor. 20 Beskrivning av utföringsexempel I Fig. 1 är en med 2 allmänt betecknad överladdad förbränningsmotor schematiskt visad i planvy. I ena änden av motorn 2 finns en kylfläkt 4, och i motorns motsatta, andra ände en 25 svänghjulskåpa 6. På motorns ena sida finns ett inloppsgrenrör 8 genom vilket luft tillförs motorns cylindrar, och på motoms motsatta sida finns ett avgasgrenrör 10 som tar emot avgaserna från cylindrarna och leder dessa vidare till motorns här icke visade avgassystem. En större eller rnindre del av energin hos avgasema från avgasgrenröret 10 tas till vara genom att de tvingas strömma genom turbindelen 12 hos en avgasdriven 30 turbokompressor 14, vars kompressordel är betecknad 16. 521 097 Lufttillförselsystemet vid den visade, överladdade motorn 2 omfattar en med ett luftfilter försedd luftrenare 18 genom vilken luft från den omgivande atmosfären insuges i lufttillförselsystemets rörformiga luftinsugningskanal 20, som är ansluten till kompressoms luftinlopp 22. Från kompressorns 14 luftutlopp 24 leds den trycksatta luften 5 vidare genom en rörledning 26 ansluten till en laddluftkylare 28 från vilkens luftutlopp 30 den komprimerade och kylda laddluften sedan genom ett tillförselrör 32 leds till motorns inloppsgrenrör 8 via ett i tillförselröret inkopplat strypspjäll 34. Detta spjäll är företrädesvis ett tryckluftservomanövrerat vridspjäll av trottel-typ, vilket kan stängas vid släpning och avgasbromsning för att i inloppsröret säkerställa ett undertryck som är 10 tillräckligt för att de i motorns vevhus från cylindrarna utläckande blow-by-gasema skall kunna återledas direkt till inloppsgrenröret 8. Strypspjället 34 säkerställer med andra ord att trycket i inloppsgrenröret 8 kommer att svänga kring atmosfärstrycket. Vid avgasbromsning är trycket i inloppsgrenröret 8 nära noll, och när cylindramas inloppsventiler öppnar uppkommer ett undertryck som utbreder sig i inloppsröret. Det är 15 just detta undertryck som vid avgasbromsning kan användas för att "suga ut" vevhusavgaserna från vevhuset genom den ventilationsledning 36 som nu kommer att beskrivas nedan.

För att möjliggöra återledning av vevhusgaser från vevhuset till inloppsgrenröret 8 samt 20 för att säkerställa undertryck i vevhuset också vid avgasbromsning (motorbromsning) är det anordnat en ventilationsledning 36 som sträcker sig från ett vevhusgasutlopp 38 till en anslutningspunkt 40 i luftinsugningskanalen 20 mellan luftrenaren 18 och kompressorns 14 luftinlopp 22. I denna ventilationsrörledning 36 ingår, sett i strömningsriktningen, en med en oljefälla samordnad tryckregulator samt en omställbar tvåvägsventil 42. Den 25 såsom ett oljeavskiljningsñlter lämpligen utförda oljefällan är företrädesvis hopbyggd med nämnda tryckregulator till en kontrollenhet 44.

Tvåvägsventilen 42 har en första utloppsport 46 och en andra utloppsport 48. Vid normal drift (d.v.s. vid icke aktiverad avgasbromsning eller motorbromsning) leds vevhusgaserna 30 via kontrollenheten 44 och den efterföljande tvåvägsventilen 42 från dennas utlopp 46 till anslutningspunkten 40 via den nedströms ventilen 42 belägna delen av ventilationsrörledningen 36. 10 15 20 521 097 Via ventilens 42 andra utloppsport 48 kan de från vevhusgasutloppet 38 kommande vevhusgasema i stället återföras direkt till inloppsgrenröret 8 via en slang eller röriedning 50 vars nedströmsände är ansluten till inloppsgrenröret 8 genom en backventil 52. Denna backventil förhindrar att laddluft i inloppsgrenröret 8 läcker ut via rörledningen 50 vid normal drift av motorn 2 då avgasbromsning inte sker och trycket i inloppsgrenröret 8 är betydligt högre än vevhusgasernas tryck inuti vevhuset och därmed i ventilationsrörledningen 36. Backventilen 52, som således endast tillåter strömming i riktning från ventilen 42 till det inre av inloppsgrenröret 8, ornfattar lämpligen en eller flera förspända, fjädrande bladventilelement av reed-ventiltyp.

När strypspjället 34 stängs omställs tvåvägsventilen 42 så att vevhusgasema återförs till inloppsgrenröret 8 via ledningen 50 och backventilen 52. Samma signal som används till att styra/omställa spjället 34 kan exempelvis användas till att styra/omställa tvåvägsventilen 42. När strypspjället 34 är öppet leds vevhusgaserna via ventilens 42 utlopp 46 till anslutningspunkten 40 i kompressorns 16 insugningskanal 20.

Uppñnningen kan inom ramen av bifogade patentkrav modifieras och utformas på andra sätt än vad som angivits i beskrivningsexemplet. Exempelvis kan strypspjället 34 i stället för att placeras efter laddluftkylaren 28 placeras före laddluftkylaren, vilket i figuren är antytt med ett streckat strypspjäll 34b.

Den beskrivna backventilen 52, eller ledningen mellan backventilen 52 och ventilen 42, kan i en vidareutvecklad utföringsform vara försedd med en säkerhetsventil, med syfte att förhindra att laddluft inleds bakvägen från luftinloppet 8 till ventilationsledningen 26 i det fall att backventilens 52 funktion upphör. Denna säkerhetsventil kan lämpligen vara utformad som en backventil.

Om tryckfallet i ledningen 36 mellan ventilen 42 och luftinloppet 20 har anpassat tryckfall torde det inte vara nödvändigt med en tvåvägsventil, utan man kan då nöja sig med en 30 tvåvägsförgrening, exempelvis ett T-rörstycke. lett dylikt fall är det 521 097 lämpligt att anordna en backventil vid anslutningspunkten 40 i luftinsugningskanalen 20, vilken backventil med fördel integreras med övriga delar ingående i anslutningspunkten 40.

Claims (9)

5 10 15 20 25 30 521 097 Patentkrav

1. Arrangemang vid överladdad förbränningsmotor (2) med sluten vevhusventilation, vilket arrangemang tjänar till att åstadkomma undertryck i motorns vevhus, varvid en av motoms avgaser driven turbokompressor (16) via en luftinloppskanal (20) suger in luft genom ett luftfilter (18) och matar sålunda trycksatt luft till motoms inloppsrör (8) via en laddluftkylare (28), och att för återledning av vevhusgaser från vevhuset till inloppsröret (8) är anordnad en ventilationsledning (36) som sträcker sig från vevhusets inre (38) till en anslutningspunkt (40) i luftinsugningskanalen (20) mellan luftfiltret (18) och kompressoms luftinlopp (22), kännetecknat av att för säkerställande av undertryck i vevhuset också vid motorbromsning, är ett omställbart spjäll (34) inkopplat i en laddluftmatarförbindelse (32) och att i ventilationsledningen (36) är i serie inkopplade en oljefälla (44), en tryckregulator (44) och en tvåvägsförgrening eller tvåvägsventil (42) vars ena utloppsport (46) står i förbindelse med nämnda anslutningspunkt (40) via ventilationsledningen (36), medan dess andra utloppsport (48) via en backventil (52) står i förbindelse med inloppsröret (8).

2. Arrangemang enligt krav 1, kännetecknat av att det omställbara spjället (34) är inkopplat i en laddluftmatarförbindelse (32) mellan laddluftkylarens (28) luftutlopp (30) och inloppsröret (8).

3. Arrangemang enligt krav 1, kännetecknat av att det omställbara spjället (34b) är inkopplat i en rörledning (26) mellan kompressoms luftutlopp (24) och laddluftkylarens (28) luftinlopp.

4. Arrangemang enligt krav 1, 2 eller 3, kännetecknat av att backventilen i förbindelsen (50) mellan tvåvägsventilens (42) andra utloppsport (48) och inloppsröret (8) utgörs av en ventilenhet (52) företrädesvis omfattande åtminstone en fjädrande bladventil av reed-ventiltyp, som förhindrar laddluftutströmning från inloppsröret (8) till tvåvägsventilen (42). 521 097

5. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att oljefallan i ventilationsledningen (36) från vevhuset utgörs av ett oljeavskiljningsfilter, som företrädesvis är hopbyggt med tryckregulatorn till en enhet (44). 5

6. Arrangemang enligt krav 2 eller 3, kännetecknat av att spjället är en servomanövrerad strypventil (34, 34b) av vridspjälltyp.

7. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att den i stället för tvåvägsventil (42) använda tvåvägsförgreningen med två utlopp (46, 48) utgörs 10 av en ständigt öppen tvåvägsförbindelse i form av ett T-rörstycke.

8. Arrangemang enligt krav 7, kännetecknat av att en backventil är anordnad i förbindelsen mellan tvåvägsförgreningen och luftinsugningskanalen (20), med fördel vid anslutningspunkten (40). 15

9. Arrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att förbränningsmotorn (2) är en fyrtaktsmotor, företrädesvis en dieselmotor.