DE1238268B - Aufladeeinrichtung fuer Brennkraftmaschinen, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WTTml· PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Deutsche Kl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

F02b

1238 268
St 183151 a/46 a9
12. September 1961
6. April 1967

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur gesteuerten Aufladung von Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die einen Teil der benötigten Verbrennungsluft durch ein Gebläse fördert, das als Drehkolbenmaschine in Vielzellenbauart mit exzentrischer Lagerung des Läufers ausgebildet ist, in dessen radialen Schlitzen durch Zentrifugalkräfte beeinflußte Schieber gleiten, so daß sichelförmige Förderräume entstehen, die sich wahrend einer Umdrehung vergrößern und wieder verkleinern.

Es ist bekannt, einer im Sauggasbetrieb arbeitenden Brennkraftmaschine zusätzliche Verbrennungsluft zuzuführen, um den Abfall des äußeren Luftdruckes nach der jeweiligen Höhenlage auszugleichen und damit den Leistungsabfall bei niederem Luftdruck zu verhindern. Diese Maschinen sind mit einem Gebläse ausgerüstet, das von der Maschine über ein stufenlos regelbares Getriebe angetrieben wird und vom Fahrer mit zunehmender Höhe im Sinne einer größeren Fördermenge verstellt werden kann.

Es sind ferner aufgeladene Maschinen bekannt, bei denen die Fördermenge des Ladegebläses entsprechend der zugeführten Brennstoffmenge verstellt werden kann, oder auch solche Maschinen, bei denen die Ladeluftmenge zugleich mit der Brennstoffmenge verändert werden kann. Alle diese Maschinen sind mit Aufladegebläsen ausgerüstet, deren Fördermenge allein durch eine Veränderung der Drehzahl geändert werden kann, so daß bei geringerer Antriebsdrehzahl auch eine geringere Luftmenge gefördert wird.

Bei Verwendung eines derartigen Gebläses als Ladegebläse für Brennkraftmaschinen bringt es Vorteile, wenn nicht die gesamte Ladeluft durch das Gebläse gefördert wird, sondern wenn der Motor im Sauggasbetrieb arbeitet und vom Gebläse nur eine zusätzliche Luftmenge gefördert und der angesaugten Verbrennungsluft zugesetzt wird. Insbesondere dann, wenn entsprechend den Motorkennlinien aufgeladen werden soll, um im unteren und mittleren Drehzahlbereich das Drehmoment zu erhöhen, muß der Ladedruck von seinem Höchstwert bei niederen Drehzahlen mit steigender Drehzahl abfallen, um schon bei etwa drei Viertel der Höchstdrehzahl den Wert Null zu erreichen.

Diese Art der Aufladung, die für den Kraftfahrer entscheidende Vorteile mit sich bringt, stellt einige Forderungen an das Ladegebläse: Erstens muß die Fördermenge des Gebläses unabhängig von der Drehzahl geregelt werden können, von seinem Höchstwert bis auf Null, zweitens muß diese Änderung der Fördermenge während des Betriebes möglich sein, die Verstellkräfte müssen also gering sein, weil die Aufladeeinrichtung für Brennkraftmaschinen,
insbesondere füt Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Adalbert Steusloff,

Erkelenz (RhId.), Kölner Str. 48

Als Erfinder benannt:

Adalbert Steusloff, Erkelenz (RhId.)

Verstellung automatisch durch einen Regler erfolgt, drittens muß diese zusätzliche Ladeluftmenge den Zylindern in einem ganz bestimmten Augenblick zugeführt werden, nämlich kurz vor Beendigung des Saughubes bis zum Schließen der Einlaßventile etwa 30° nach dem unteren Totpunkt. Die Ladeluftmenge muß daher gesteuert den Zylindern zugeführt werden.

Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, eine Aufladeeinrichtung für Brennkraftmaschinen zu schaffen, bei der der Ladeluftdruck entsprechend den Motorkennlinien verändert werden kann, wobei das Ladegebläse, von der Brennkraftmaschine angetrieben, nur einen Teil der benötigten Verbrennungsluft fördert und diese gesteuert den einzelnen Zylindern zuführt.

Erfindungsgemäß wird die Fördermenge des Gebläses durch Veränderung der exzentrischen Lagerung der Läuferwelle im Gehäuse während des Betriebes durch Regelimpulse der Brennkraftmaschine verändert und die geförderte Luft den einzelnen Zylindern gesteuert zugeführt.

Dabei ist die Läuferwelle des Gebläses in im Gebläsegehäuse verdrehbar gelagerten Exzenterscheiben gelagert, die mit einer Reglerwelle durch Zahnräder verbunden sind, und ein auf der Läuferwelle angeordnetes Ritzel wirkt mit einem auf der Antriebswelle angeordneten Innenzahnrad derart zusammen, daß in jeder Exzenterstellung die Achse der Antriebswelle mit der Achse der Exzenterscheiben fluchtet.

Diese Anordnung hat den Vorteil, daß dem Motor bei direkt angetriebenem Ladegebläse bei höchster Belastung auch die größte Verbrennungsluftmenge zugeführt werden kann und den einzelnen Zylindern immer im richtigen Augenblick. Außerdem kann das Gebläse sehr klein ausgeführt werden, weil es nur die zusätzliche Luftmenge zu fördern hat. Dabei sind die Verstellkräfte zur Regelung des Gebläses nur gering, so daß die vom Motor ausgehenden Regel-

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impulse zur Veränderung der Ladeluftmenge in jedem Fall ausreichen.

Nach der Erfindung gleiten in jedem Schlitz der Läuferwelle zwei Schieber, die aus Polyamid hergestellt sind und einen dünnen Stahlkern enthalten können. Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, als Flügelmaterial bei Drehkolbenmaschinen Kunststoffe zu verwenden. Flügel aus diesem Werkstoff unterliegen aber einem besonders hohem Verschleiß, sie erzeugen große Reibung und damit Wärme und haben sich damit nicht durchsetzen können. Die Verwendung von Schiebern aus Polyamid macht es möglich, das Gebläse auf hohen Drehzahlen laufen zu lassen, ohne unzulässig hohe Beschleunigungskräfte hervorzurufen und gewährleistet eine gute Abdichtung der Läufer am Gehäuse, so daß auch die Spaltverluste und die Verstellkräfte nur gering sind.

Schließlich wird die geförderte Luft durch einen vom Gebläse angetriebenen Verteiler abwechselnd den einzelnen Einlaßventilen zugeführt. Auch diese Maßnahme trägt dazu bei, die räumlichen Abmessungen des Gebläses klein zu halten.

Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispie] des Erfindungsgedankens. Es ist

F i g. 1 ein Längsschnitt durch ein Ladegebläse mit Verteiler,

Fig. 2 ein Querschnitt nach der Linie I-I der Innenzahnräd 14 in jeder Stellung gewährleistet. Die Antriebswelle 13 mit dem Innenzahnrad 14 ist in den Wälzlagern 20 im Deckel 21 gelagert. Die Bohrungen dienen zum Anschluß des Getriebes an die Umlaufschmierung der Maschine. Mit der Antriebswelle ist das Zahnrad 23 verbunden, das über das Zahnrad 24 die Verteilerkammer 25 antreibt. Diese liegt

shäuses 1 die ge-26 in

:enwellen-

F i g. 3 die exzentrische Anordnung von Läuferwelle in den Exzenterscheiben und von Antriebsritzel und Antriebszahnrad.

Im Gehäuse 1 des Ladegebläses rotiert ein Läufer 2, in dessen radial gerichteten Schlitzen 3 die Schieber 4 gleiten, wobei immer zwei Schieber in einem Schlitz angeordnet sind, die sich bei der Drehung des Läufers gegen die Gehäusewandung legen. Es entstehen so die sichelförmigen Förderräume, die sich saugseitig vergrößern und druckseitig allmählich verkleinern, so daß das zu fördernde Medium vom Saugraum S zum Druckraum 6 gefördert wird. Die Förderräume sind stirnseitig abgeschlossen durch die Lagerdeckel 7 und 8, in denen die Lagerbuchsen 9, die als Lager für die Läuferwelle 10 dienen, gelagert sind. Mit einer Verzahnung der Lagerbuchsen 9 stehen die Zahnrädern im Eingriff, die mit der Reglerwelle 12 fest verbunden sind. Eine Drehbewegung der Reglerwelle 12 überträgt sich auf beide Lagerbuchsen 9, so daß bei einer Verstellung die Parallelität der Achsen von Läuferwelle und Gehäuse gewahrt bleibt.

Der Antrieb erfolgt durch die Antriebswelle 13, mit der das innenverzahnte Zahnrad 14 verbunden ist, das mit dem Ritzel 15 auf der Läuferwelle 10 zusammenarbeitet.

Bei einer Verstellung der Läuferwelle 10 durch die Reglerwelle 12 und die Zahnräder 11 werden die exzentrischen Lagerbuchsen 9 in den Lagerdeckeln 7 und 8 verdreht. Dabei bewegt sich die Achse 16 der Läuferwelle 10 auf einem Kreisbogen 17 (Fig. 3), dessen Mittelpunkt 18 mit der Achse 19 des Innenzahnrades 14 und der Antriebswelle 13 fluchtet. Dadurch ist der Zahneingriff des Ritzels 15 mit dem parallel zur Läuferwelle 10 oberhall
und erhält aus der Druckkammi

ίο förderte Ladeluft, die über die
die Verteilerkammer 25 eindringt.

Die Verteilerkammer 25 wird mit
drehzahl angetrieben und verteilt die Ladeluft entsprechend der Zündfolge des Motors über die Leitungen27 bis 30 auf die einzelnen Zylinder, indem die Bohrungen 31 der Verteilerkämmer 25 mit den entsprechenden Anschlüssen zur Deckung kommen.

Claims (4)

Patentansprüche: so

1. Aufladeeinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Umlaufkolbengebläse der Vielzellenbauart mit exzentrischer Lagerung der Läuferwelle, in deren radial oder annähernd radial gerichteten Schlitzen durch Zentrifugalkräfte beeinflußte Schieber gleiten, das von der Brennkraftmaschine angetrieben ist und nur einen Teil der benötigten Verbrennungsluft fördert, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördermenge des Gebläses durch Veränderung der exzentrischen Lagerung der Läuferwelle im Gehäuse während des Betriebes durch Regelimpulse der Brennkraftmaschine verändert wird und daß die geförderte Luft gesteuert den einzelnen Zylindern zugeführt wird.

2. Aufladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferwelle des Gebläses in im Gebläsegehäuse yerdrehbar gehaltenen Exzenterscheiben gelagert ist, die mit einer Reglerwelle durch Zahnräder verbunden sind, und daß ein auf der Läuferwelle angeordnetes Ritzel derart mit einem auf der Antriebswelle angeordneten Innenzahnrad zusammenwirkt, daß in jeder Exzenterstellung die Achse der Antriebswelle mit der Achse der Exzenterwelle fluchtet.

3. Aufladeeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Schlitz der Läuferwelle zwei Schieber gleiten, die aus Polyamid hergestellt sind und einen dünnen Stahlkern enthalten können.

4. Aufladeeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Gebläse geförderte Luft durch einen vom Gebläse angetriebenen Verteiler abwechselnd den einzelnen Einlaßventilen zugeführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 324 498, 835 814,
866 294;

britische Patentschrift Nr. 573 860;
USA.-Patentschrift Nr. 2 302 411.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen