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Vorrichtung zur Steuerung eines Sicherheitsventils für einen Turbolader
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung eines Sicherheitsventils in
der Umgehungsleitung für den Antrieb eines Turboladers einer Brennkraftmaschine,
mit einer auf das Verhältnis des Auslaßdrucks zum Einlaßdruck am Lader ansprechenden
Regelvorrichtung.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist die Verwendung der
Einlaß- bzw. Auslaßdrücke des Turboladers zur Betätigung des in der Umgehungsleitung
liegenden Sicherheitsventils. Eine Vorrichtung, bei der diese Drücke unmittelbar
auf das Sicherheitsventil einwirken, ist bisher nicht bekanntgeworden. Dabei spielt
es eine Rolle, daß die hier in Betracht kommenden Drücke eine sehr niedrige Größenordnung
aufweisen, besonders wenn man sie mit den hydraulischen Drücken vergleicht, die
bei ähnlicher Gelegenheit verwendet worden sind.
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Wichtig ist fernerhin, daß eine sehr hohe Betriebssicherheit beim
Schließen des Sicherheitsventils gewährleistet sein muß.
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Aus der österreichischen Patentschrift 223 706 ist eine Steuerung
für das Sicherheitsventil der Umgehungsleitung einer Abgasturbine bekannt, die dafür
Sorge tragen soll, daß die Zylinder der Brennkraftmaschine ihre Abgase möglichst
weitgehend ausstoßen können und dabei tunlichst vom Strömungswiderstand entlastet
werden, den die Abgasturbine in ihrem Betrieb erzeugt. Zu diesem Zweck wird das
Sicherheitsventil bei jedem Auslaßtakt in der Nähe des darauffolgenden Totpunktes
des betreffenden Kolbens kurzzeitig betätigt. Es sei hier gleich hervorgehoben,
daß von einer im wesentlichen konstanten Einstellung auf die im jeweiligen Betriebszustand
vorliegenden Verhältnisse bei dieser bekannten Vorrichtung keine Rede sein kann.
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Die Steuerung des Ventils wird bei dieser bekannten Vorrichtung in
Abhängigkeit vom Lieferdruck des Turboladers bewirkt. Wesentlich ist aber, daß es
bei dieser bekannten Vorrichtung auf die dynamischen Wirkungen ankommt.
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Aus der USA.-Patentschrift 2 374 708 ist des weiteren eine Steuervorrichtung
für Turbolader bekannt; doch ist bei der dort beschriebenen Anlage eine Umgehungsleitung
mit einem darin angeordneten Sicherheitsventil nicht vorgesehen. Hier mündet die
Abgasleitung in das Düsengehäuse der Turbine, an das auch eine Leitung mit einer
Drosselklappe zwecks Regelung der Turbine angeschlossen ist. Bei dieser bekannten
Vorrichtung wird von den Abgasen keine ein Ventil öffnende Kraft hervorgerufen;
die erwähnte Drosselklappe kann vom Druck der Abgase weder in ihre Offen- noch in
ihre Schließstellung gebracht werden.
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Es wurde auch bereits vorgeschlagen (vgl. das ältere deutsche Patent
1203 537), bei einer Steuervorrichtung für einen Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine
mit einer Umgehungsleitung, durch welche die Abgase an der Turbine vorbeigeführt
werden können und die ein Umgehungsventil enthält, dieses mit einer unter Druck
stehenden Arbeitsflüssigkeit derart zu betätigen, daß sich beim Anwachsen des Druckes
in der Arbeitsflüssigkeit das Ventil schließt, wobei der Druck der Arbeitsflüssigkeit
durch ein Steuerventil in Abhängigkeit vom Druck des Verdichters mittels einer Vorrichtung
gesteuert wird, in der der Verdichterdruck auf Membranen einwirkt, die eine Kammer
in drei Abschnitte unterteilen, von denen zwei über eine Drosseleinrichtung miteinander
verbunden sind; dabei ist der erste Kammerabschnitt mit dem Verdichterauslaß, der
dritte Kammerabschnitt mit dem Verdichtereinlaß und der zweite Kammerabschnitt mit
dem dritten Kammerabschnitt über eine Drosselöffnung verbunden, und die Membranen
sind mit dem Steuerventil derart gekuppelt, daß eine zum dritten Kammerabschnitt
hin gerichtete Bewegung der Membranen das Steuerventil öffnet und den Druck der
Arbeitsflüssigkeit verringert, so daß das Umgehungsventil geöffnet wird.
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Es wurde oben bereits erwähnt, daß eine solche hydraulische Arbeitsflüssigkeit
verschiedene bei solchen
Steuerungen auftretende Probleme sehr
wesentlich erleichtert, insbesondere wenn es sich um eine Maschinenanlage handelt,
die in sehr verschiedenen barometrischen Höhen arbeiten soll. Dies ist in dem genannten
älteren Patent in den ersten drei Absätzen der Beschreibungseinleitung gesagt, und
auch bei der vorliegenden Erfindung ist an gleichartige Verhältnisse gedacht.
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Nach der Erfindung soll die Vorrichtung so ausgebildet sein, daß die
Regelvorrichtung einen über eine Drosselöffnung mit dem Laderauslaß verbundenen
Raum mit einem Entlüftungsventil aufweist, welches den Luftauslaß aus dem Raum in
Abhängigkeit von dem genannten Laderdruckverhältnis steuert, daß der Raum von einer
ersten Steuermembran begrenzt ist, welche mit dem Sicherheitsventil so verbunden
ist, daß sie bei Ansteigen des Drucks in dem Raum das Sicherheitsventil zu schließen
bestrebt ist, und daß das Sicherheitsventil in seiner öffnungsrichtung durch zwei
Kräfte vorgespannt ist, von denen die eine dem Einlaßdruck vor der Turbine und die
andere dem Laderauslaßdruck proportional ist.
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Zweckmäßig ist es ferner, die Vorrichtung nach der Erfindung so auszubilden,
daß die in öffnungsrichtung auf das Sicherheitsventil einwirkende, dem Laderauslaßdruck
proportionale Kraft mittels einer, vom Laderauslaßdruck beaufschlagten zweiten Steuermembran
erzeugt wird, deren wirksame Fläche kleiner ist als die der ersten Steuermembran,
die unter der Wirkung des Laderauslaßdrucks das Sicherheitsventil zu schließen sucht.
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Bei einer Vorrichtung nach der Erfindung werden demzufolge verschiedene
Schließkräfte und verschiedene Öffnungskräfte am Sicherheitsventil in der Umgehungsleitung
wirksam. In Schließrichtung wirken dabei folgende Kräfte: 1. die Kraft einer Feder,
2. der Steuerdruck, der auf die große Oberfläche der ersten Steuermembran einwirkt
und vom , Verdichterauslaßdruck beeinflußt wird, der über eine Drosselöffnung wirksam
wird, sowie von der Wirkung des Entlüftungsventils abhängt, 3. der atmosphärische
Druck, der auf die kleine Fläche einer zweiten Steuermembran einwirkt. , Demgegenüber
setzen sich die Öffnungskräfte des Sicherheitsventils wie folgt zusammen: 1. Der
Turbinen-Einlaßdruck, der sich auf die Oberfläche des Sicherheitsventils auswirkt,
2. der Verdichterauslaßdruck, der auf der kleinen Fläche der zweiten Steuermembran
wirksam ist, 3. der atmosphärische Druck, der die große Fläche der ersten Steuermembran
beaufschlagt.
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Wesentlich ist in diesem Zusammenhang auch die Tatsache, daß nach
der Erfindung ein Entlüftungsventil vorgesehen ist, welches den Luftauslaß aus dem
Raum in Abhängigkeit von dem Laderdruckverhältnis steuert und so mittelbar auf die
Betätigung des Sicherheitsventils einwirkt. Dieses Entlüftungsventil wird in Abhängigkeit
vom Verdichterdruckverhältnis betätigt und ist bei keiner der bisher bekanntgewordenen,
vergleichbaren Steuervorrichtung vorgesehen.
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Das vorstehend erwähnte Entlüftungsventil wird in Abhängigkeit von
dem Laderdruckverhältnis gesteuert, und dafür gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Zweckmäßig ist es, eine Vorrichtung nach der Erfindung so auszubilden, daß das durch
eine Feder in seine Schließstellung gedrängte Entlüftungsventil von einer Vorrichtung
betätigt wird, die eine erste Hilfsmembran enthält, auf welche eine von einem luftleeren
Balg erzeugte Kraft und außerdem Kräfte einwirken, die dem Ladereinlaßdruck bzw.
Laderauslaßdruck entsprechen.
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Hierbei ist mit Vorteil im Abstand von der erwähnten ersten Hilfsmembran
eine zweite Hilfsmembran angeordnet, wobei die zwischen ihnen gebildete Kammer über
eine Drossel mit dem Ladereinlaßdruck verbunden ist, der auch auf die Außenfläche
der zweiten Hilfsmembran einwirkt, während der Laderauslaßdruck der Außenseite der
ersten nachgiebigen Wandung zugeführt wird, wobei die Einrichtung derart getroffen
ist, daß beim Ansteigen des Laderauslaßdrucks die erste zur zweiten Hilfsmembran
hinbewegt wird, bis sich beide berühren, worauf sie gemeinsam entgegen der Wirkung
der Feder das Entlüftungsventil öffnen.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden
Beschreibung eines auf der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels hervor.
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F i g.1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine mit Vorverdichtung
und einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Steuervorrichtung; F i g. 2 zeigt die
Steuervorrichtung für das Sicherheitsventil nach F i g. 1 im Querschnitt.
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Die Maschinenanlage nach F i g. 1 besteht aus einer Brennkraftmaschine
1, beispielsweise einem Dieselmotor, mit Einlaßleitung 2 und Auslaßleitung 3. Die
Brennkraftmaschine ist mit einem Turbolader 4 ausgestattet, der von einem Verdichter
5 gebildet wird, welcher über eine Welle 6 von einer Turbine 7 antreibbar ist. Der
Einlaßkanal des Verdichters 5 steht über eine Leitung 8 und ein Filter 9 mit der
Außenluft in Verbindung. Die Auslaßleitung des Verdichters 5 ist mit dem Einlaßrohr
2 der Brennkraftmaschine verbunden. Der Einlaß der Turbine 7 ist über eine Leitung
11 mit der Auspuffleitung 3 der Brennkraftmaschine und der Auslaß der Turbine mit
einer Auslaßleitung 12 verbunden. Um die Turbine 7 führt eine Umgehungsleitung,
die aus den Rohren 13 und 14 gebildet wird, zwischen denen ein Sicherheitsventil
eingeschlossen ist, dessen Ventilteller 15 einen Schaft 16 aufweist und mit einem
Ventilsitz 17 zusammenwirkt, um die Umgehungsleitung abzuschließen. Der Ventilteller
15 ist mittels einer Steuervorrichtung 18 bewegbar, deren Einlaßöffnung 19 über
ein Rohr 21 mit der Leitung 2 verbunden ist, so daß der am Auslaß des Verdichters
5 herrschende Druck der Steuervorrichtung zugeführt wird. Eine Auslaßöffnung 22
der Steuervorrichtung steht über ein Rohr 23 mit der Leitung 8 in Verbindung, so
daß der an der Einlaßseite des Verdichters herrschende Druck der Steuervorrichtung
zuführbar ist.
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F i g. 2 zeigt die Steuervorrichtung im Mittellängsschnitt und in
größerem Maßstab; die Vorrichtung besteht aus einem auf das Laderdruckverhältnis
ansprechenden Teil 24, der die Bewegung eines Sicherheitsventils steuert. Das Gehäuse
der Steuervorrichtung 18 besteht aus mehreren Abschnitten, nämlich einem Hauptteil
26, zwei auf beiden Seiten dieses Hauptteils liegenden Zwischenteilen 27
und 28 sowie den Deckelteilen 29 und 31. Zwischen den einander zugewandten Flächen
des Zwischenteiles 28, des Hauptteiles 26 und des Deckelteiles 29 sind- Hilfsmembranen
32
bzw. 33 angeordnet, die Kammern 34, 35 und 36 begrenzen.
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Im Innern der Kammer 36 befindet sich ein von Luft entleerter Balg
37, der starr an der Innenfläche des Deckelteiles 31 befestigt ist. Das freie Ende
des Balgs 37 ist. mittels eines durch die erste Hilfsmembran 33 hindurchgeführten
Zapfens 38 mit dieser Membran verbunden; der Zapfen 38 ragt ferner durch eine starre
Platte 39 hindurch, mit deren Hilfe die erste Hilfsmembran 33 mittels einer Mutter
41. gegen das Ende des Balgs 37 festgeklemmt werden kann. Die zweite Hilfsmembran
32 ist mit einem tassenförmigen Teil 42 verbunden, und zwar vermittels eines halsartig
eingeschnürten Zapfens 43, der durch die zweite Hilfsmembran 32 hindurchgeführt
ist und eine solche Stellung einnimmt, daß er mit dem Ende des Zapfens 38 zusammenwirken
kann. Der tassenförmige Teil 42 ist mittels eines Fingers 44, der in einen Schlitz
45 des Hauptkörpers 26 eingreift, so geführt, daß er sich in Längsrichtung verstellen,
jedoch nicht drehen kann.
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An der Innenseite des tassenförmigen Teiles 42 befindet sich ein Ansatz
46, in den der Schaft 47 eines Entlüftungsventils 48 eingeschraubt ist; das Ventil
wirkt mit einem Sitz 49 zusammen, um den im Hauptteil 26 vorgesehenen Kanal
51 abzuschließen. Das rechte Ende des Kanals 41 ist mit einem Dichtungsglied
52 verschlossen, das jedoch den Schaft 47 unter Belassung eines Spaltes umgibt.
Mit dem Dichtungsglied 52 einerseits und dem Ansatz 46 andererseits ist luftdicht
ein nachgiebiger gewellt ausgeführter Balg 53 verbunden, der für gewöhnlich das
Entlüftungsventil 48 in seine Schließlage drückt. Der Schaft 47 weist einen im Durchmesser
größeren Führungsabschnitt 54 auf, der jedoch mit einer Nut od. dgl. 55 versehen
ist, durch die das Arbeitsmittel in das Innere des Balgs 53 eintreten kann, so daß
die von dem Arbeitsmittel auf das Ventil 48 ausgeübten Kräfte einander ausgleichen.
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Die Auslaßseite des Entlüftungsventils 48 steht über einen Kanal 56
mit der Kammer 34 in Verbindung, die ihrerseits über einen Kanal 57 mit der Auslaßöffnung
22 verbunden ist, an der niedriger Druck herrscht. Ein enger Kanal 58 verbindet
die Kammer 35 mit einem Kanal 59, der in den Kanal 57 einmündet. Die Kammer 36 andererseits
ist über einen Kanal 61 mit dem Einlaß 19 verbunden, an dem hoher Druck herrscht.
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Zwischen den beiden Endflächen des Zwischenteiles 27 einerseits und
dem linken Deckelteil 29 sowie dem Hauptteil 26 sind nachgiebige Wandungen
in Form von Steuermembranen 63 und 62 vorgesehen, die den von den genannten Gehäuseabschnitten
bestimmten Raum in drei Kammern 64, 65 und 66 unterteilen. Die Kammer 66 erfaßt
auch das Innere eines kappenartigen Teiles 67, gegen dessen äußere Bodenfläche die
zweite Steuermembran 62 mittels einer starren Platte 68 und eines Gewindezapfens
60 am Ende des Ventilschaftes 16 sowie mit Hilfe einer auf den Zapfen aufschraubbaren
Mutter 70 gepreßt wird. Der rechte Teil der Kammer 66 steht mit dem Kanal
51 des Entlüftungsventils über eine Bohrung 69 in Verbindung. Die vordere
öffnung im Entlüftungsventil ist gegenüber der Kammer 66 durch eine Platte 71 abgeschlossen.
Eine Feder 72 legt sich einerseits gegen die Bodenfläche des tassenartigen Teiles
67 und andererseits gegen den Hauptteil 26, so daß der Schaft 16 und das Sicherheitsventil
15 in die Schließlage gedrückt werden. Die linke Kammer 64 steht unmittelbar mit
der Einlaßöffnung 19 der Steuervorrichtung in Verbindung. Der im Kanal
61 herrschende hohe Druck wird durch eine enge Öffnung 73 auch der Kammer
66 zugeführt. Die mittlere zwischen den Steuermembranen 62 und 63 liegende Kammer
65 steht über eine enge Entlüftungsöffnung 74 mit der Auslaßöffnung 22 in Verbindung,
in der der niedrige Druck herrscht. Der tassenartige Teil 67 hat einen äußeren Flansch
75, gegen den die erste Steuermembran 63 mittels einer Platte 76 geklemmt ist; diese
Platte wird durch mehrere über ihren Umfang verteilte Schrauben 77 gesichert.
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Ist die Maschine außer Betrieb, so befinden sich sowohl das Sicherheitsventil
15 als auch das Entlüftungsventil 48 in ihren Schließstellungen, d. h., sie
liegen auf ihren Sitzen 17 bzw. 49; das Sicherheitsventil 15 wird in diese Schließstellung
mittels einer Feder 72 gedrückt und das Ventil 48 durch den Federbalg 53 in seiner
Schließstellung gehalten. Ist die Brennkraftmaschine 1 in Gang gesetzt worden, so
läuft die Turbine 7 um und bewirkt einen Druckanstieg vom Einlaß des Verdichters
bis zum Auslaß des Verdichters an der Einlaßleitung 2 der Brennkraftmaschine. Der
an der Auslaßseite des Verdichters herrschende Druck wird durch die Leitung
21.
der Einlaßöffnung 19 der Steuervorrichtung 18 vermittelt, so daß dieser
am Auslaßende des Verdichters herrschende Druck auch im Kanal 61 herrscht. Der Druck
setzt sich sofort bis in die Kammer 64 links neben der zweiten Steuermembran 62
und durch die enge Öffnung 73 bis in die Kammer 66 fort. Da der Kanal 69 durch das
Steuerventil 48 verschlossen ist, wird sich der volle, an der Auslaßseite des Verdichters
herrschende Druck sowohl in der Kammer 66 als auch in der Kammer 64 bilden. Da aber
die wirksame Oberfläche der ersten Steuermembran 63 größer ist als diejenige der
zweiten Steuermembran 62, wirkt sich der am Auslaß des Verdichters herrschende und
in den Kammern 64 und 66 vorhandene Druck in der Weise aus, daß er die Kraft noch
verstärkt, mit der das Tellerventil 15 in seiner Schließlage gehalten wird.
Der in den Leitungen 3 und 13 herrschende Druck der Auspuffgase der Brennkraftmaschine
hat das Bestreben, das Sicherheitsventil 15
zu öffnen; diese Öffnungskraft
wird von dem Druck gebildet, den die Auspuffgase auf die Stirnfläche des Ventiltellers
ausüben.
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Das in der Abgasleitung vorgesehene Sicherheitsventil ist demnach
vier verschiedenen Kräften ausgesetzt, und zwar zwei Schließkräften, die einerseits
von der Feder 72 und andererseits von der auf die erste Steuermembran 63 ausgeübten,
dem Auslaßdruck des Verdichters entsprechenden Kraft gebildet werden, und zwei Öffnungskräften;
letztere werden von dem Auslaßdruck des Verdichters, der auf der zweiten Steuermembran
62 lastet, und derjenigen Kraft gebildet, die der Druck der Auspuffgase der Brennkraftmaschine
auf die Stirnfläche des Sicherheitsventils 15 ausübt.
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Der Teil 24 der Steuervorrichtung regelt die Stellung des Entlüftungsventils
48 in folgender Weise: Die erste Hilfsmembran 33 wird infolge der Druckdifferenz,
die sich auf den luftleeren Balg 37 auswirkt, nach rechts (F i g. 2) gedrückt. Die
Kammer 36 steht mit der Druckauslaßseite des Verdichters 5 in Verbindung, während
die Kammern 34 und 35 mit
der Druckeinlaßseite des Verdichters verbunden
sind. Der im Innern der Kammer 36 herrschende Druck wirkt sich in zweifacher Weise
aus; die eine Kraft wirkt auf den, Balg 37 ein und hat das Bestreben, die erste
Hilfsmembran 33 nach rechts zu verstellen; die andere Kraftkomponente wirkt auf
den größeren Flächenbereich der Hilfsmembran und hat das Bestreben, sie nach links
(F i g, 2) zu verstellen. Wenn der auf der ersten Hilfsmembran 33 lastende Druck
des Arbeitsmittels größer wird als die vereinigten Kräfte des elastischen Balgs
37 einerseits und jener Kraft andererseits, die auf den luftleeren Balg durch den
in der Kammer 36 herrschenden Druck ausgeübt wird, so bewegen sich die erste Hilfsmembran
33 und die mit ihr verbundenen `feile nach links, bis das Ende des Zapfens 38 mit
dem Zapfen 43 in Eingriff kommt; es. wird dann die zweite Hilfsmembran 32 entgegen
der Wirkung des Balgs 53
nach links bewegt. Damit wird das Entlüftungsventil
4$ in seine Offenstellung überführt und die Kammer 66 über die Kanäle 69,
51"56, die Kammer 34 und den Kanal 57 mit der Eiulaßseite des Verdichters
in Verbindung gebracht. Da die Kammer 66 über die verengte Öffnung 73 mit der Druckseite
in Verbindung steht, wird durch das öffnen des Entlüftungsventils 4$ der Druck in
dieser Kammer sehr stark absinken und damit die auf der ersten Steuermembran 63
lastende Kraft geringer werden.
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Die Kxäfte, die auf die Stirnfläche des Ventils 15
durch die
Auspuffgase und auf die zweite Steuermembran 62 durch den Auslaßdruck des Verdichters
des Turboverdichters ausgeübt werden, bewegen< das Sicherheitsventil 15 nunmehr
in die Stellung, in der die Auspuffgase durch die Umgehungsleitung geführt werden;
die Ventilverstellung wird entgegen der Wir- ; kung der Feder 72 und der Rückstellkraft
der ersten Steuermembran 63 bewirkt.
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Wenn die Auspuffgase um die Turbine 7 herumgeführt werden, so hat
dies einer Herabsetzung der Umlaufgeschwindigkeit der Turbine und damit eine , Verringerung
des Verhältnisses zwischen den am Auslaß und am Einlaß des Verdichters herrschenden
Drücken zur Folge. Sobald dieses Druckverhältnis einen vorherbestimmten niedrigen
Wert erreicht hat, bewegt sich die zweite Hilfsmembran 33 nach rechts, so daß das
Entlüftungsventil 48 unter der Einwirkung des Balgs 53 in seine Schließstellung
gelangen kann, Ist das Ventil 48 geschlossen, so steigt erneut der Druck in der
Kammer 66 an mit der Folge, daß die erste Steuermembran 63, der tellerförmige Teil
67 und der Ventilschaft 16 sich nach links bewegen und das Sicherheitsventil
15 in Richtung auf seine Schließlage oder in die Schließstellung selbst überführt
wird. Diese Steuerwirkung des Ventils 15 hält während der ganzen Dauer des Maschinenbetriebes
an; infolgedessen wird das Verhältnis der Drücke am Einlaß und am Auslaß des Turbovorverdichters
ständig auf dem vorher eingestellten Wert gehalten, der bestimmt ist durch das Verhältnis
der wirksamen Flächenbereiche der ersten- Hilfsmembran 33 und des Balgs 37 und abhängig
ist von dem elastischen Druck, den der Balg 37 auf die Hilfsmembran 33 ausübt, Da
der Regel- bzw, Steuerteil 24 in Abhängigkeit von dem Verhältnis zwischen den Drücken
an der Auslaß- und der Einlaßseite des Turboladers arbeitet, wird er selbsttätig
Höhenschwankungen kompensieren, da die Kammer 35, die mit der Druckeinlaßseite des
Verdichters in Verbindung steht, immer abhängig ist von der Betriebshöhe der Brennkraftmaschine.
Der an der Einlaßseite des Verdichters herrschende Druck wird immer dem Druck entsprechen,
der in der jeweiligen Betriebshöhe herrscht abzüglich der in der Verdichterleitung
und im Filter 9 entstehenden Verluste. Der entsprechend den jeweiligen Druckverhältnissen
arbeitende Teil 24 der Einrichtung ist also abhängig von dem erhöhten Druck im Verdichter
5, ganz unabhängig von dem Druck, der in jener Höhe herrscht, in der der Verdichter
betrieben wird.
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Das in der Umgehungsleitung liegende Sicherheitsventil 15 gemäß der
Erfindung wird für gewöhnlich in der Schließlage gehalten und bleibt in dieser Lage
weiterhin gesichert durch den im Verdichterauslaß herrschenden Druck; es wird stets
einwandfrei arbeiten, auch wenn die. verschiedenartigsten Fehler auftreten sollten,
von denen einige nachstehend erwähnt seien: Läßt der Druck am Verdichterauslaß plötzlich
nach, so ist die einzige Kraft, die in der Schließrichtung auf das Ventil 15 einwirkt,
die Kraft der Feder 72; das Ventil wird wie ein Entlastungs- oder Sicherheitsventil
plötzlich geöffnet werden, wenn die von den Auspuffgasen oder vom Druck des Turbneueinlaß
auf die Stirnfläche des Ventils ausgeübte Kraft die Kraft der Feder übersteigt.
Bricht die zweiteSteuermembran 62, so gelangt der am Verdichterauslaß herrschende
Druck in die Kammer 65; in dieser Kammer wird der Druck ansteigen, da aus ihr nur
eine verengte Öffnung 74 herausführt; der Druckanstieg wird sich auf den großen
Flächenbereich der ersten Steuermembran 63 auswirken, und zwar im Sinne einer
Ventilöffnung. Sollte die erste Steuermembran 63 versagen, so erreicht der in der
Kammer 66 herrschende Druck den Druck am Verdichtereinlaß, und zwar unter Vermittlung
der Kammer 65 und des Kanals 74; in diesem Zusammenhang ist wiederum darauf hinzuweisen,
daß der am Verdichterauslaß herrschende Druck der Kammer 66 durch die verengte Öffnung
73 zugeführt wird. Bei einem Versagen der ersten Hilfsmembran 33 wird der Druck
in der Kammer 35 ansteigen, und zwar wegen der verengten 'O' ffnung 58, so daß das
Ventil 48 durch die unmittelbar auf die zweite Hilfsmembran 32 ausgeübte Kraft geöffnet
wird. Versagt die zweite Hilfsmembran 32, so hat dies keine besondere Wirkung, denn
die Kammern 34 und 35 haben wegen der Druckausgleichöffnung 58 den gleichen niedrigen
Druck.
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Während bei der dargestellten Ausführungsform der Auslaß des Entlüftungsventils
und die Bohrung 74 in die Einlaßseite des Verdichters münden, können diese auch
mit der Außenluft unmittelbar in Verbindung stehen, wenn die Möglichkeit des Eindringend
von Fremdstoffen verhindert wird.
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Aus vorstehendem ist zu erkennen, daß das in der Umgehungsleitung
vorgesehene Sicherheitsventil 15 gemäß, der Erfindung für gewöhnlich durch eine
Feder in der Schließlage gehalten wird, so daß beim Inbetriebsetzen der Brennkraftmaschine
1 sämtliche Verbrennungsgase durch die Leitungen 3 und 11 der Turbine 7 zugeführt
werden, so daß diese rasch auf Touren kommt. Die Arbeitsweise des Sicherheitsventils:
ist im übrigen unabhängig von irgendwelchen -Drücken, abgesehen von dem im Verdichterauslaß
herrschenden Druck; schließlich ist darauf hinzuweisen, daß das Sicherheitsventil
unter allen Umständen richtig arbeitet, selbst wenn einzelne Teile des Ventils versagen
sollten. Durch das Zusammen-.
fassen von Entlüftungs- und Sicherheitsventil
ist der Einbau dieser Ventile in die Leitungen vereinfacht und die Gefahr, daß Leckstellen
od. dgl. entstehen, auf ein Mindestmaß herabgesetzt. Da die Stirnfläche des Sicherheitstellerventils
dem im Turbineneinlaß herrschenden Druck (bzw. dem in der Auspuffleitung der Brennkraftmaschine
herrschenden Druck) zugewandt ist, wird bei irgendwelchen Störungen das in der Auspuffleitung
vorgesehene Sicherheitsventil aufspringen, wie ein unter Federlast stehendes Entlastungsventil,
bei Turbineneinlaßdrücken, die innerhalb der zulässigen Grenzen liegen.