DE3027000A1

DE3027000A1 - Control for IC engine supercharger - has throttling valve linked to accelerator to give fine control of supercharger

Info

Publication number: DE3027000A1
Application number: DE19803027000
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Dr.-Ing. 3180 Wolfsburg Emmenthal; Joachim 3300 Braunschweig Neumann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1980-07-17
Filing date: 1980-07-17
Publication date: 1982-02-25

Abstract

A belt drive (3) connects the engine crankshaft (1) with the supercharging compressor drive pulley (2). A variable speed coupling between the pulley and the compressor is operated by a rod (9) which is moved against a spring (8) by a membrane (6) in a pressure chamber (5). The compressor discharge (11) is admitted into the chamber (5) through a throttling orifice (12). Air is returned from the chamber into the compressor inlet (14) through a connection (15) which contains a valve (16). The valve is linked to the engine accelerator (17) so that the opening reduces as the engine load increases. This gives fine control of the compressor directly from the engine load.

Description

VO L K S WA G E N W E R KVO L K S WA G E N W E R K

AKTIENGESELLSCHAFT 318o WoIfsburgAKTIENGESELLSCHAFT 318o WoIfsburg

- 3 K 2944/1702-pt-hu-sa 15, J(JlS- 3 K 2944/1702-pt-hu-sa 15, J (JlS

Brennkraftmaschine mit einem von ihr angetriebenen Ladeluft-KompressorInternal combustion engine with a charge air compressor driven by it

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige, dort selbstzündende Brennkraftmaschine ist aus der DE-OS 19 03 261, F02B 37/04, bekannt. Die Antriebsverbindung zwischen Brennkraftmaschine und Ladeluft-Kompressor enthält zwei Riemenscheiben und einen durch diese geführten Riemen; jeweils eine Scheibenhälfte oder -wange ist unter dem Einfluß des Drucks in einer Druckkammer, die durch einen Kolben oder eine Membran begrenzt wird, axial verschiebbar, wodurch der Umlenkradius des Riemens auf der betreffenden Scheibe und damit das übersetzungsverhältnis verändert wird. Der Druck in der Druckkammer wird bestimmt durch den Ladedruck; über im einzelnen in ihrer Dimensionierung nicht näher erläuterte Drosseln steht die zur Druckkammer führende Druckleitung auch in Verbindung mit dem Ansaugsystem der Brennkraftmaschine und der Atmosphäre.The invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of the patent claim 1. Such a self-igniting internal combustion engine is known from DE-OS 19 03 261, F02B 37/04. The drive connection between Internal combustion engine and charge air compressor contain two pulleys and a belt guided through them; one half or one cheek each is axially displaceable under the influence of the pressure in a pressure chamber which is delimited by a piston or a membrane, whereby the deflection radius of the belt on the relevant pulley and thus the transmission ratio is changed. The pressure in the pressure chamber is determined by the boost pressure; about not explained in detail in their dimensions Throttles, the pressure line leading to the pressure chamber is also connected to the intake system of the internal combustion engine and the atmosphere.

In der Aufladevorrichtung nach der DE-AS 26 47 836, B02B, 37/00, die durch einen Abgasturbolader gebildet ist, enthält die zur Brennkraftmaschine führende Ladeluftleitung ein Vierwege-Nebenwegventil, das derart mit dem Regler für die Kraftstoffzufuhr gekoppelt ist, daß bei niedriger Maschinenlast die dann nicht erforderliche, vom Abgasturbolader gelieferte Restluft der Turbine desIn the charging device according to DE-AS 26 47 836, B02B, 37/00, which by a Exhaust gas turbocharger is formed, the charge air line leading to the internal combustion engine contains a four-way bypass valve that is connected to the controller for the fuel supply is coupled that at low engine load the then residual air from the turbine of the

Vorsitzender Vorstand: Tci Scr~j:'· <"_ Vors 'r?^rd°^r ι ?·ι-η? τ Ε'ί·" - P-c'_ C'.'<"-:"'■-£"C Fe-e ■ D* ju- Feier rrer»: Chairman of the Board: Tci Scr ~ j: '· <"_ Vors' r? ^R d ° ^r ι? · Ι-η? Τ Ε'ί ·" - P-c'_ C'. '<"-:"' ■ - £ "C Fe-e ■ D * ju- celebration rrer»:

des Aufsichtsrats D'.|." Wc'^o'c' M»bfei '-j^rtt-· « = ■·-■. - ι--·.· v„·.-" · ΐ- ·ι -■ c-' .'.f-r ■ r < - - -· . Ρ·:¹.Dr. 'r-:.cz'.f''ec^r -it· 7^K-~6e of the Supervisory Board D '. |. "Wc' ^ o'c 'M» bfei ' -j ^r tt- · «= ■ · - ■. - ι-- ·. · v“ · .- "· ΐ- · ι - ■ c- '.'. Fr ■ r <- - - ·. Ρ ·: ¹ .Dr. 'r - :. cz'.f''ec ^r -it · 7 ^K - ~ 6e

(-5-: b "La,- SAi der Gesellschaft: WoHic-rg Amtsgericht Wolfsburg HRE (-5-: b "La, - SAi of the company: WoHic-rg District Court Wolfsburg HRE

Turboladers zugeführt wird, während bei Spitzenlast eine zum Auslaß der Turbine führende Leitung geöffnet ist und so eine Überlastung verhindert. Im mittleren Lastbereich sind die beiden beschriebenen, zum Eingang bzw. Ausgang der Turbine führenden Restluft-Leitungen geschlossen und nur die Ladeluftleitung zum Motor durchgeschaltet. Das Vierwegeventil arbeitet im Schaltbetrieb .Turbocharger is fed, while at peak load one to the outlet of the turbine leading line is open, thus preventing overloading. in the The middle load range are the two described, for input and output The residual air lines leading to the turbine are closed and only the charge air line switched through to the engine. The four-way valve works in switching mode.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die unter Ausnutzung bereits vorhandener Teile eine möglichst feinfühlige Einstellung des Ladedrucks ermöglicht. The invention has for its object to provide an internal combustion engine according to the To create the preamble of claim 1, which enables the most sensitive possible adjustment of the boost pressure by utilizing existing parts.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.The inventive solution to this problem consists in the characterizing Features of claim 1.

Unter vorteilhafter Ausnutzung der vorhandenen Einrichtung zur selbsttätigen Einstellung des Übersetzungsverhältnisses der Antriebsverbindung zwischen Maschine und Kompressor erfolgt bei der Erfindung die kontinuierliche Einstellung des Ladedrucks bei den verschiedenen Betriebszuständen also erst nach Erreichen des Vollastzustands der Maschine über eine Veränderung des Übersetzungsverhältnisses der Verbindung zwischen Brennkraftmaschine und Kompressor.Taking advantage of the existing facility for automatic Setting the transmission ratio of the drive connection between the machine and compressor in the invention, the charging pressure is continuously adjusted in the various operating states, ie only after it has been reached the full load condition of the machine by changing the gear ratio the connection between the internal combustion engine and the compressor.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous refinements of the invention are the subject matter of the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung, die nur die für die Erfindung wesentlichen Teile der Brennkraftmaschine darstellt, erläutert.An embodiment of the invention is described below with reference to the drawing, which only represents the parts of the internal combustion engine that are essential for the invention, explained.

Zwischen der bei 1 angedeuteten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und der Riemenscheibe 2 auf der Kompressorwelle, die über eine nicht dargestellte Kupplung in Vollastnähe an die Kurbelwelle angekuppelt wird, erstreckt sich der Riemen 3, dem die allgemein mit 4 bezeichnete Einrichtung zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses dieser Antriebsverbindung zwischen Maschine und Kompressor zugeordnet ist. Als wesentlichen Bestandteil enthält die EinrichtungBetween the indicated at 1 crankshaft of the internal combustion engine and the Pulley 2 on the compressor shaft, which has a coupling, not shown is coupled to the crankshaft close to full load, the belt 3 extends to which the device, generally designated 4, for adjusting the Transmission ratio of this drive connection between the machine and the compressor assigned. As an essential part, the facility contains

die Druckkammer 5, die nach unten durch die Membran 6 begrenzt ist, die ihrerseits über den Federteller 7 die Feder 8 entsprechend dem jeweiligen Druck in der Druckkammer 5 zusammendrückt und dadurch den Stößel 9 mit der Spannrolle 10 mehr oder weniger weit ausfährt. Dadurch wird das übersetzungsverhältnis der Antriebsverbindung zwischen Brennkraftmaschine und Kompressor durch axiale Verschiebung einer Riemenscheibenwange in Abhängigkeit vom Druck in der Druckkammer 5 selbsttätig eingestellt.the pressure chamber 5, which is delimited at the bottom by the membrane 6, which in turn Via the spring plate 7, the spring 8 compresses according to the respective pressure in the pressure chamber 5 and thereby the plunger 9 with the tensioning roller 10 extends more or less far. This will change the gear ratio the drive connection between the internal combustion engine and the compressor by axially displacing a pulley cheek as a function of the pressure set automatically in the pressure chamber 5.

Der Druck in der Druckkammer 5 wird im wesentlichen durch den Ladedruck am Ausgang des Kompressors bestimmt, der über die Leitung 11 zur Druckkammer 5 übertragen wird. Der Einfluß des Ladedrucks des Kompressors wird durch die Drossel 12 bestimmt. Die Einrichtung arbeitet so, daß der Druck in der Druckkammer 5 und damit der Ladedruck ständig wächst, bis beim Erreichen eines bestimmten Druckwerts das Ladedruckbegrenzungsventil 13 öffnet und die Druckkammer 5 mit dem Kompressoreintritt 14 \rerbindet.The pressure in the pressure chamber 5 is essentially due to the boost pressure on Determines the output of the compressor, which is transmitted to the pressure chamber 5 via the line 11. The influence of the boost pressure of the compressor is determined by the Throttle 12 is determined. The device works so that the pressure in the pressure chamber 5 and thus the boost pressure grows continuously until the boost pressure relief valve 13 and the pressure chamber open when a certain pressure value is reached 5 connects to the compressor inlet 14.

Das Ladedruckbegrenzungsventil 13 kann, wie in dem figürlich dargestellten Ausführungsbeispiel angenommen, als reines Federventil ausgebildet sein; es kann jedoch auch zweckmäßig sein, das Ladedruckbegrenzungsventil durch Signale eines Klopfsensors beim Auftreten unerwünschten Klopfens aufzusteuern, so daß durch Verringerung des Ladedrucks die Klopferscheinungen unterbunden werden.The boost pressure limiting valve 13 can, as in the embodiment shown in the figures assumed to be designed as a pure spring valve; however, it can also be useful to control the boost pressure relief valve by signals from a To control knock sensor when undesired knocking occurs, so that the knocking phenomena can be prevented by reducing the boost pressure.

Von der Druckkammer 5 führt die Leitung 15 zum Kompressoreingang 14, in der das Dosierventil 16 liegt. Dieses steht in Verbindung mit dem Gaszug 17 und damit dem Beschleunigungshebel der Brennkraftmaschine, und zwar über den Schwenkhebel 18 so, daß der durch das Ventil bestimmte Strömungsquerschnitt der Leitung 15 gemäß dem Durchsatz (itl )-Weg (s)-Diagramm mit zunehmender Betätigung des Beschleunigungshebels kontinuierlich kleiner wird, so daß der Druck in der Druckkammer 5 und damit auch der Ladedruck des Kompressors wächst.From the pressure chamber 5, the line 15 leads to the compressor inlet 14, in which the metering valve 16 is located. This is in connection with the throttle cable 17 and thus the accelerator lever of the internal combustion engine, namely via the Swivel lever 18 so that the flow cross-section of the line 15 determined by the valve according to the throughput (itl) -way (s) diagram with increasing actuation of the accelerator lever is continuously smaller, so that the pressure in the pressure chamber 5 and thus also the boost pressure of the compressor increases.

Im Betrieb der Brennkraftmaschine, die insbesondere zum Antrieb von Kraftfahrzeugen Einsatz finden soll, wird zunächst beispielsweise der Vergaser voll geöffnet oder allgemein das Kraftstoffzumeßorgan voll betätigt und dann der Kompressor zugeschaltet. Ohne das Dosierventil 16 würde sich dann der maximalIn the operation of the internal combustion engine, which is used in particular to drive motor vehicles Is to be used, for example, the carburetor is first fully opened or, in general, the fuel metering device is fully actuated and then the Compressor switched on. Without the metering valve 16, the maximum would then be

zulässige Ladedruck einstellen. Mittels des Dosierventils 16 kann jedoch mit großer Genauigkeit der jeweils erforderliche Ladedruck kontinuierlich eingestellt werden.Set the permissible boost pressure. However, by means of the metering valve 16, high accuracy, the required boost pressure is continuously set will.

Es ist auch möglich, anstelle des Ladedrucks der Druckkammer 5 einen anderen Druck zuzuführen, der beispielsweise mittels einer Membranpumpe gewonnen ist. Dabei kann als Arbeitsmedium auch ein Hydrauliköl Einsatz finden.It is also possible to use a different one instead of the boost pressure of the pressure chamber 5 To supply pressure, which is obtained, for example, by means of a diaphragm pump. A hydraulic oil can also be used as the working medium.

Die Erfindung ermöglicht das Anfahren beliebiger Lastpunkte im Kennfeld der Brennkraftmaschine zwischen den Kennlinien für reinen Saugbetrieb und Betrieb bei maximaler Aufladung.The invention enables the approach to any load points in the map of the Internal combustion engine between the characteristics for pure suction operation and operation at maximum charge.

Claims

VOLKSWAGENWERK

AKTIENGESELLSCHAFT 3180 Wolfsburg

κ 2944/1702-pt-hu-sa. "_,

July 15, 198

Claims

M-J internal combustion engine with a charge air compressor driven by it

and a device for automatic setting of the transmission ratio the drive connection between the internal combustion engine and the compressor as a function of the pressure in a pressure chamber, characterized in that that from the pressure chamber (5) to the inlet of the compressor, which is coupled to the internal combustion engine close to full load, a line leads, in which a metering valve (16) coupled to the accelerator lever of the machine lies in such a way that its flow cross-section increases with increasing over the full load position going beyond actuation of the accelerator lever decreases.

2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the pressure chamber (5) communicates with the outlet of the compressor.

3. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the pressure chamber (5) is connected to the output of an additional pump.

4. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that that in a line leading from the pressure chamber (57 to the compressor inlet) there is a boost pressure relief valve (13).

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5. Internal combustion engine according to claim 4, characterized in that the boost pressure relief valve (13) is actuated by a knock sensor.