SE457899B - Anordning foer styrning av laddlufttrycket i en truboladdad foerbraenningsmotor - Google Patents

Description

40 457 899 att tillåta höjning av laddtrycket till en maxnivâ över den för- utbestämda nivån och inom viss tid påverkar reglerorganen att sänka laddtrycket till den förutbestämda nivån.

Uppfinningen bygger på insikten om att transienta överladdnings- nivåer väsentligt över möjliga nivå vid stabilt driftstillstånd endast långsamt leder till att knackning uppträder, vilket bl.a. orsakas av fördröjningar innan inloppsluft, vätskor, gods och förbränningsrumstemperatur när högre värden. Genom en kortvarig kontrollerad höjning av överladdningsnivân öv bilt driftstillstând uppnås sålunda en tempor motors prestanda för att exempelvis öka accel korta en omkörningsmanöver. er nivân för sta- är höjning av en erationen och för- Uppfinningen beskrives närmare under hänvisning till på bifogade 1 schematiskt visar en turboladdad förbränningsmotor med en anordning enligt uppfin- ningen för styrning av laddtrycket och fig. ritningar visade utföringsexempel, där fig. 2 ett schema över anordningen enligt uppfinningen i ett modifierat förenklat utfö- rande.

Den i fig. 1 visade motorn 1 är en fyrcylindrig ottomotor med ett i och för sig känt turbokompressoraggregat 2, innefattande en turbindel 3 i kommunicerande förbindelse med motorns avgas- grenrör 4 och en kompressordel 5 i kommunicerande förbindelse med motorns insugníngsgrenrör 6 via en laddluftkylare 7 av luft- I -lufttyp och ett spjällhus 8, innehållande motorns gasspjäll 9.

Gasflödet genom turbinen 3 regleras på känt sätt med hjälp av en i en shuntledning 10 inkopplad shuntventil 11, vars spjäll man- övreras av ett pneumatiskt manöverdon 12 och i stängt läge le- der hela gasflödet genom turbinen. Trycket i manöverdonet 12 och därmed shuntventilens inställning bestäms av en elektromag- netisk ventil 13 i en ledning 14, som via en kalibrerad stryp- ning 15 förbinder kompressorns sug- och trycksida med varandra och från vilken en ledning 16 till manöverdonet avgrenar sig.

Ventilen 13 styrs av en mikroprocessor 17, i vilken inmatas sig- naler representerande laddlufttrycket. Dessa signaler erhålles från en avkännare 18, som kan vara en piezoresistiv transduktor.

Processorn är dessutom ansluten till en spjällägesavkännande H0 3 457 seem potentiometer 20 och kan med hjälp signalerna från denna be- räkna spjällets omställningshastighet, dvs. förändringen i gas- pådraget. I processorn är inlagrat ett värde på maximalt till- låtet laddtryck vid stabilt drifttillstånd (steady state) och ett högre värde på maximalt tillåtet laddtryck vid transient belastning t.ex. under acceleration vid omkörning. Processorn är programmerad att vid en viss förutbestämd minsta hastighet på belastningsökning, representerad av en viss spjällöppnings- hastighet, t.ex. 1 O/ms, låta laddtrycket stiga till det ovan angivna högre trycket, som kan ligga upp till H5 % över det förstnämnda trycket, och att därefter inom en viss tidsperiod, t.ex. ca 20 sekunder, successivt sänka gränsen för tillåtet laddtryck till nivån vid stabilt drífttíllstånd. För att för- hindra termisk överbelastning på grund av för tätt på varandra följande transienta överladdningar är processorn lämpligen även gprogrammerad att efter sänkning av trycket till nivån vid sta- bilt drifttillstånd förhindra förnyad transient överladdning under en viss minimiperiod, t.ex. ca M sekunder. Vidare kan processorn vara programmerad att utlösa transientfunktionen vid en ökning av spjällets öppningsvinkel med minst 150 för att för- hindra påverkan av mindre rörelser hos spjället förorsakade av motorvibrationer eller rörelser hos fordonet.

I fig. 2 visas systemet enligt uppfinningen i' ett modifierat utförande, där detaljer som har sin motsvarighet i systemet i fig. 1 erhållit samma hänvisningsbeteckningar som i fig. 1.

Mikroprocessorn är här ersatt av en tryckvakt 30 i en ledning 31, som kommunicerar med motorns inloppsrör 6. Mellan inloppsröret 6 och tryckvakten 30 är en fördröjningsanordning 32 inkopplad som kan vara en kalibrerad strypning med backventilfunktion, in- nebärande strypt förbindelse i riktning mot tryckvakten 30 men ostrypt förbindelse i motsatt riktning. I förbindelsen mellan inloppsröret 6 och shuntventilens 11 manöverdon 12 ligger en fördröjningsanordning bildad av den kalibrerade strypningen 15 i ledningen lü. Dessutom finns en strypninå 53 framför ven- tilen 13.

Vid belastningsökning (acceleration) uppnås transientfunktionen genom att under inverkan av strypningen 32 en fördröjning sker 4571 899 i ~ - från tidpunkten då trycket i inloppsröret når tryckvaktens om- slagstryck och till det ögonblick då detta tryck byggts upp i tryckvakten. röret över det tillåtna max värdet vid stabilt drifttillstånd.

Så snart tryckvakten påverkas av omslagstrycket stängs ventilen 13, varvid shuntventilen börjar öppna för att sänkaa laddtrycket till nivån för maximalt tillåtet tryck vid stabilt drifttill- stånd. Hur stor den extra överladdningen blir och bur länge den varar bestäms av storleken på strypningarna 15 och 33. Tidpunk- ten för ventilsens stängning bestäms av strypningens 32 kalibre- ring. Som ett alternativ till strypningen 32 kan ett av motorns trottel påverkat tidrelä användas, som exempelvis aktiveras gaspedalen trampas i botten. ' när Vid utförda prov med en konventionell turboladdad motor komplet- terad med systemet enligt uppfinningen var shuntventílens manö- verdon 12 inställt att öppna ventilen vid 0,67 bar överladdning.

Tryckvaktens 30 omslagstryck var inställt på 0,55 bar överladd- ning. Strypningarna 32, 15 och 33 var inställda, så att maxi- mal överladdning vid acceleration var 0,8 bar och perioden till stängning av ventilen 13 var ca 10 sekunder.

Under detta tidsintervall stiger trycket i inlopps-

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 457 899 Patentkrav

1. l. Anordning för styrning av laddlufttrycket i en turbolad- dad förhränningsnotor, innefattande reglerorgan. som är anordnade att begränsa laddlufttrycket till en förutbestäld nivå. k ä n n e t e c k n a d av att nämnda reglerorgan (ll. 12) är samordnade ned organ (13. 17; 13, 30, 32). som vid belastningsökning ned viss hastighet påverkar reglerorga- nen att tillåta höjning av laddtrycket till en naxinal nivå över den förutbestända nivån och inom viss tid påverkar reg- lerorganen att sänka laddtrycket till den förutbestämda nivån.

2. Anordning enligt krav l. vid vilket reglerorganen inne- fattar en i en shuntledning förbi turbokompressorns turbin anordnad shuntventil. k å n n e t e c k n a d av att de med reglerorganen sanordnade organen (13. 17; 13. 30, 32) är in- rättade att så styra ett manöverdon (12) för shuntventilen (ll). att shuntventilen vid belastningsökning ned viss has- tighet öppnar vid ett laddluíttryck, son är högre än naxinalt tillåtet tryck vid konstant belastning. ' '"

3. Anordning enligt krav 2. k ä n n e t e c k n a d av att de med reglerorganen samordnade organen innefattar en likro- processor (17). son styr en elektromagnetisk ventil (13). vilken i sin tur styr shuntventilens manöverdon (12). att i processorn är inlagrat ett värde på naximalt tillåtet ladd- lufttryck vid konstant belastning och ett högre värde på maximalt tillåtet laddlufttryck vid belastningsökning och att processorn är ansluten till belastningsökning framkallande organ. t.ex. motorns gasspjâll (9) och är anordnad att vid registrering av viss onställningshastighet :edge höjning av laddlufttrycket till nännda högre tryck och därefter tids- styrt sänka trycket till naxinalt tillåtet tryck vid konstant belastning. 10 15 20 25 457 899

4. Anordning enligt krav 3. k ä n n e t e c k n a d av att mikroprocessorn (17) är progra nmerad att efter sänkning av trycket till maximala trycket vid konstant belastning medge förnyad höjning till det högre trycket först efter en förut- bestämd tidsperiod.

5. Anordning enligt krav 2. k ä n n e t e c k n a d av att de med reglerorganen salordnade organen innefattar en av laddtrycket på notorns inloppssida belastad tryckvakt (30). som vid ett förutbestånt tryck påverkar shuntventilen (ll) att öppna, varvid ett fördröjningsorgan (32) är anordnat nel- lan motorns inloppssida och tryckvakten för att åstadkomma ett av hastigheten på tryckökningen i notorns inlopp beroende tidsintervall nellan tidpunkten då laddtrycket stigit till nämnda förutbestämda tryck och tryckvaktens onslagstidpunkt.

6. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att ytterligare fördröjningsorgan (15, 33) är anordnade för att åstadkomma ett tidsintervall lellan tryckvaktens (30) on- slagstidpunkt och tidpunkten för shuntventilens (ll) öppnande v

7. Anordning enligt krav 4 och 5. k ä n n e t e c k n a d av att fördröjningsorganen (15. 32. 33) är pneunatiska stryp- ningar.