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DE3145114A1 - "arbeitsverfahren einer kolben-brennkraftmaschine mit abgasturbolader" - Google Patents

"arbeitsverfahren einer kolben-brennkraftmaschine mit abgasturbolader"

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DE3145114A1
DE3145114A1 DE19813145114 DE3145114A DE3145114A1 DE 3145114 A1 DE3145114 A1 DE 3145114A1 DE 19813145114 DE19813145114 DE 19813145114 DE 3145114 A DE3145114 A DE 3145114A DE 3145114 A1 DE3145114 A1 DE 3145114A1
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DE
Germany
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combustion engine
internal combustion
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charge air
exhaust gas
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DE19813145114
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DE3145114C2 (de
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Hans Dipl.-Ing. 7144 Freiberg Mezger
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Dr Ing HCF Porsche AG
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Dr Ing HCF Porsche AG
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Description

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W 89
Arbeitsverfahren einer Kolben-Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader
Die Erfindung betrifft ein Arbeitsverfahren einer Kolben-Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader, insbesondere für Kraftfahrzeuge/ nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Nach einem derartigen Verfahren arbeitet eine aus DE-OS 22 07 221 bekannte Brennkraftmaschine. Um einen raschen Drehzahlabfall des Turboladers beim Schließen der Drosselklappe zu verhindern und die erneute Beschleunigung der Brennkraftmaschine zu verbessern, wird in eine vor der Abgasturbine angeordnete Nachbrennkammer Kraftstoff eingespritzt, der zusammen mit den unverbrannten Abgasbestandteilen verbrannt wird. Der mit diesem Abgas beaufschlagte Turbolader zeigt beim Schließen der Drosselklappe keinen Leistungseinbruch und liefert beim Wiederbeschleunigen Ladeluft mit ausreichend hohem Druck. Nachteilig ist jedoch der hohe Kraftstoffverbrauch an der Einspritzdüse der Nachbrennkammer.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Drehzahlabfall des Turboladers ohne zusätzlichen Kraftstoffverbrauch zu unterbinden.
Diese Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Wenn im Schubbetrieb des Kraftfahrzeuges, bei sich schließender Drosselklappe, die Zündung der Zylinder eingeschaltet bleibt, wird unnötig Kraftstoff verbraucht; denn die ihm entsprechende Verbrennungswärme wird zum Antrieb- des Fahrzeuges in diesem Betriebszustand nicht benötigt. Durch Abschalten der Zündung und Einleiten des unverbrannten Kraftstoff-Luft-Gemisches in die Nachbrennkammer wird die Kraftstoffenergie dazu benutzt, den Turbolader auf Drehzahl zu
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halten, um beim Beschleunigen seine volle Leistung zur Verfügung zu haben. Als Nachbrennkammer kann ein eigenes dafür ausgebildetes Gehäuse oder auch ein Teilbereich der Abgasleitung zwischen Abgasturbine und Brennkraftmaschine verwendet werden.
Neben einer Kraftstoffersparnis bringt das erfindungsgemäße Verfahren auch eine Senkung der Schadstoff-Emissionen, da der Kraftstoff in dem beim Schubbetrieb vorhandenen unteren Teillastbereich in der Nachbrennkammer vollkommener verbrannt werden kann als in den Zylindern.
Noch besser lässt sich dieses Ziel erreichen, wenn nach Anspruch 2 zugleich auch Ladeluft aus der Leitung vom Turbolader zu den Zylindern abgezweigt und der Nachbrennkammer zugeführt wird, so daß in der Nachbrennkammer mit Luftüberschuß gefahren und eine vollkommene Verbrennung erreicht werden kann. Der Turbolader-Kreislauf wirkt somit während des Schubbetriebs des Kraftfahrzeuges als Speicher für die Energie, die nach herkömmlicher Methode nutzlos verbraucht wird und eine höhere Belastung für die Umwelt bringt.
In den Ansprüchen 2 und 3 sind Möglichkeiten für die Ansteuerungen der Zündung und Abzweigung der Ladeluft aufgezeigt, die von der Stellung der Drosselklappe, dem Druck der Ladeluftleitung und/oder von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängig gemacht sind.
Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Kolben-Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Die Brennkraftmaschine 1 wird mit Ladeluft höheren Druckes gegenüber der Atmosphäre über eine Ladeluftleitung 2 von einem Ladergebläse 3 eines Abgasturboladers 4 versorgt. Das Lader-
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W
gebläse 3 wird durch eine Abgasturbine 5 angetrieben, die vom Abgasstrom der Abgasleitung 6 beaufschlagt- wird. Die Ladeluftleitung 2 und die Abgasleitung 6 sind durch eine Umluftleitung 7 miteinander verbunden, die an den Mündungsstellen 8, 9 an die Ladeluftleitung 2 bzw. die Abgasleitung angeschlossen ist. Zwischen der Mündungsstelle 8 und der Brennkraftmaschine 1 ist in die Ladeluftleitung 2 eine Drosselklappe 10 eingebaut, die mit einer in die Umluftleitung eingesetzten Drosselklappe 11 durch ein Gestänge 12 verbunden ist, das an den beiden Drosselklappen 10, 11 gelenkig befestigt ist. In die Abgasleitung 6 ist zwischen der Mündungsstelle 9 und der Abgasturbine 5 eine Nachbrennkammer 13 eingebaut, die durch eine in sie eingesetzte Zündkerze 14 gezündet wird. Die Zündkerze 14 erhält ihre Spannung von einer Zündspule 15, die an einer Batterie 16 angeschlossen ist. Parallel zu der Zündspule 15 liegt an der Batterie 16 eine weitere Zündspule 17, die über einen Schalter 18 einen Zündverteiler 19 speist, an den die Zündkerzen 20, 21, 22 der Brennkraftmaschine angeschlossen sind. Der Schalter 18 ist mit der Drosselklappe 10 verbunden. Er wird von ihr je nach Drehlage geöffnet bzw. geschlossen, wobei er als Mikroschalter mit mechanischem Berührungskontakt ausgeführt oder berührungsfrei betätigbar sein kann, so daß ab einer bestimmten Drehlage der Drosselklappe 10 die Zündverbindung von der Batterie 16 zur Brennkraftmaschine 1 unterbrochen ist.
Im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 werden die Abgase über die Abgasleitung 6 der Abgasturbine 5 zugeführt, nachdem sie zuvor in der Nachbrennkammer 13 nachverbrannt wurden. Das synchron mit der Abgasturbine laufende Ladergebläse saugt Frischluft an, verdichtet sie und fördert sie durch die Ladeluftleitung 2 zur Brennkraftmaschine. Arbeitet die Brennkraftmaschine 1 im Vollastbereich, so ist die Drosselklappe 10 in der Ladeluftleitung 2 geöffnet und die Drosselklappe 11 in der Umluftleitung 7 ist geschlossen, so da-B der volle Ladedruck der Brennkraftmaschine zur Verfügung steht. Wird die Brennkraftmaschine im Schubbereich, betrieben, so ist
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die Drosselklappe 10 geschlossen und die Drosselklappe 11 geöffnet. Die Ladeluft wird über die ümluftleitung 7 der Nachbrennkammer 13 zugeführt. Zugleich wird der Schalter 18 geöffnet und somit die Zündung der Brennkraftmaschine abgeschaltet. In die Abgasleitung 6 strömt das unverbrannte Kraftstoff-Luft-Gemisch. Es wird in der Nachbrennkammer unter Zusatz von Ladeluft verbrannt und bringt durch Beaufschlagung der Abgasturbine 5 den Turbolader auf volle Leistung, die ein rasches Wiederbeschleunigen der Brennkraftmaschine ermöglicht.
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Claims (4)

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    W 89
    Patentansprüche
    1J Arbeitsverfahren einer Kolben-Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei die Abgase der Zylinder einer Nachbrennkammer und anschließend einer Abgasturbine zugeführt v/erden und mit einem von der Abgasturbine angetriebenen Ladergebläse Luft unter Zumischung von Kraftstoff in die Zylinder über ein Drosselorgan eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Schubbetrieb des Kraftfahrzeuges die Zündung der Zylinder abgeschaltet und das unverbrannte Kraftstoff-Luft-Gemisch der Zylinder in die Nachbrennkammer eingeleitet wird.
  2. 2. Arbeitsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Schubbetrieb des Kraftfahrzeuges Ladeluft aus der Leitung vom Ladergebläse zu den Zylindern der Brennkraftmaschine abgezweigt und der Nachbrennkammer zugeführt wird.
  3. 3. Arbeitsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündung und/oder Abzweigung der Ladeluft von der Stellung des Drosselorganes der Ladeluftleitung gesteuert wird =
  4. 4. Arbeitsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündung und/oder Abzweigung der Ladeluft von dem in der Ladeluftleitung zwischen dem Drosselorgan und den Zylindern herrschenden Druck und/oder der Drehzahl der Brennkraftmaschine gesteuert wird.
DE3145114A 1981-11-13 1981-11-13 Arbeitsverfahren einer Kolben-Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader Expired DE3145114C2 (de)

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DE3145114C2 DE3145114C2 (de) 1985-08-14

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DE (1) DE3145114C2 (de)
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