DE3818241A1 - Turboladermotorsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Turboladermotorsystem. Im allgemeinen hat ein bekanntes Turboladermotorsystem einen einzelenen Turbolader, um das maximale Drehmoment bei Motordrehzahlen, die für den Motor benötigt werden, ganzzeitig bereitzustellen. Dadurch wird das erzeugte Ladedruckverhältnis bei niedrigen Drehzahlen niedrig, wie durch die strichlierte Linie in Fig. 5 gezeigt ist. Dadurch ist das durch den Motor erzeugte Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen niedrig, wie die durchbrochene Linie in der gleichen Figur zeigt. Die Abgasenergie ist bei einer Leerlaufdrehzahl unzureichend, die Turboladerdrehzahl ist niedrig und kann nicht einer plötzlichen Beschleunigung des Motors folgen und eine sogenannte Turbonacheilung stellt sich ein.

In einem Versuch, eine Drehmomentkennlinie zu erreichen, wie durch die Strichpunktlinie in Fig. 5 gezeigt, in der das Niedrigdrehzahl-Drehmoment erhöht und die Turbonacheilung vermindert wird, ist ein geregeltes Turboladermotorsystem vorgeschlagen worden, das eine Anzahl von Turboladern einschließt, die einen ersten Turbolader aufweisen, wobei dieser ein Drehmoment erzeugt, das bei niedrigen Drehzahlen benötigt wird, und einen zweiten Turbolader, der ein Drehmoment für hohe Drehzahlen erzeugt, indem die Turbolader wahlweise in Abhängigkeit von der Motordrehzhal in Betrieb genommen werden, um dabei den Ladedruck bei niedrigen Drehzahlen und damit das Niedrigdrehzahldrehmoment zu erhöhen.

Wenn die Zahl der betriebenen Turbolader während der Beschleunigung in dem obigen System erhöht wird, wird das Abgasweichenventil plötzlich geöffnet und die zweiten Turbolader, die zuvor in Ruhe waren, werden betrieben. Deshalb verkleinert sich die Leistung des ersten Turboladers wegen der plötzlichen Erhöhung des Turbinendüsenquerschnittes und eine Verzögerung in der Beschleunigung des zweiten Turboladers führt zu einer vorübergehenden Verminderung des Ladedruckes. Dadurch wird der Ladedruck gesenkt, wobei sich das Drehmoment verringert, wie durch die durchgezogene Linie in Fig. 6 gezeigt, und die Motorleistungssteuerung, die bei dem Fahrzeug benötigt wird, ist vorübergehend unmöglich.

Im Hinblick auf diese Probleme ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine vorübergehende Verminderung des Drehmoments zu verhindern oder zu minimieren, wenn die Anzahl der Turbolader, die bei der Beschleunigung in einen Mehrturboladersystem mit Folgesteuerung betrieben werden, verändert wird, um dabei die Ansprechempfindlichkeit des Motors zu verbessern.

Die Erfindung betrifft eine aufladbare Verbrennungsmotoranordnung, die einen Verbrennungsmotor mit einer Anzahl Turbolader aufweist, die vorgesehen sind, Luft in den Motor einzubringen und auf eine Betriebsweise des Motors reagierende Mittel zum Unwirksammachen mindestens eines der Turbolader aufweist, wobei die Anordnung derart ausgebildet ist, daß bei Niedrigdrehzahlen alle Turbolader benutzt werden, und daß, wenn die Motordrehzahl ansteigt, der wenigstens eine Turbolader graduell bzw. allmählich unwirksam wird.

In einer typischen Ausführungsform, wenn die Motordrehzahl ansteigt und der Ladedruck, der durch einen Hochdruckturbolader erzeugt wird, eine zulässige Grenze für den Motor überschreitet, wird ein Stellglied durch den Innendruck innerhalb eines Einlaßrohrverteilers des Motors betätigt, um dabei ein Bypassventil zu öffnen, um den Abgasstrom zu vermindern, der den Hochdruckturbolader antreibt. Der Druck der Luft, die dem Motor zugeführt wird, wird dabei innerhalb eines zulässigen Grenzbereichs gehalten.

Wenn die Motordrehzahl eine Zwischendrehzahl erreicht und die Hochdruckturboladerkapazität überschritten wird, erhöht sich der Druck innerhalb des Hochdruckabgasrohres, um die Öffnungsfläche des Bypassventils weiter zu vergrößern. Nahezu die gesamte Abgasströmung im Hochdruckabgasrohr strömt durch den Hochdruckabgasbypass, um dadurch den Hochdruckturbolader außer Funktion zu setzen, und die Aufladung wird ausschließlich durch einen Niederdruckturbolader verrichtet. Deshalb wird der Motor mit Hochdruck beaufschlagt in einem Drehzahlbereich, der von einer Niedrigdrehzahl bis zu einer Zwischendrehzahl reicht, in welchem Bereich der Motor häufig benutzt wird. Weiterhin kann der Ladedruck zum Motor so geregelt werden, daß dieser einen zulässigen Grenzwert zum Motor nicht übersteigt.

In einer bevorzugten Ausführung ist die Anordnung derart ausgebildet, daß die Zeitpunktregelung des Lufteinlaßventils des Motors in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors verändert wird, um den Veränderungen im Motordrehmoment entgegenzuwirken, die sich aus dem Unwirksamwerden des Hochdruckturboladers ergeben.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 16 in den Zeichnungen beschr eben und es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Turboladermotorsystems;

Fig. 2 das Betriebsverhalten des Motors gemäß der Fig. 1;

Fig. 3 eine Teilschnittansicht einer anderen Ausführungsform;

Fig. 4 eine Teilansicht einer dritten Ausführung;

Fig. 5 ein Diagramm der Drehmomentkennlinie eines Motorsystems gemäß dieser Erfindung und die Druckverhältnisse des Turboladers des Motor­ systems;

Fig. 6 ein Diagramm ähnlich dem der Fig. 5 eines herkömmlichen Turboladermotorsystems;

Fig. 7 eine Gesamtansicht eines anderen erfindungsgemäßen Turboladermotorsystems;

Fig. 8 einen Teil einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Turboladermotorsystems;

Fig. 9 einen Teil einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Turboladermotorsystems;

Fig. 10 eine Teilschnittansicht eines Motorabschnittes nach Fig. 7, die einen Ansaugdurchgang mit dem Zylinder und dem Drehschieber des Motors aufweist;

Fig. 11 eine Teilschnittansicht einer Öffnungs- und Schließzeitpunktreguliereinrichtung für den Drehschieber;

Fig. 12 eine Teilschnittansicht des wesentlichen Abschnittes der Öffnungs- und Schließzeitpunktreguliereinrichtung;

Fig. 13A einen Hub des Ansaugventils und Drehschiebers des Motors gemäß Fig. 7 bei niedriger und Leerlaufgeschwindigkeit;

Fig. 13B eine Druck-Drehwinkel-Kennlinie des Motors gemäß Fig. 7 bei der Motordrehzahl,;

Fig. 14A einen Hub des Ansaugventils und Drehschiebers des Motors gemäß Fig. 7 bei Hochgeschwindigkeitsdrehzahl,;

Fig. 14B eine Druck-Drehwinkel-Kennlinie des Motors gemäß Fig. 7 bei der Motordrehzahl;

Fig. 15 eine Drehzahl-Kennlinie des Motors gemäß Fig. 7; und

Fig. 16 Einzelheiten der Druck-Kolbenverdrängungs-Kennlinie des Motors gemäß Fig. 7.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Turboladermotorsystems. Der Hochdruckturbolader 1 weist eine Turbine 2 mit einem kleinen zulässigen Abgasfluß und einem Kompressor 4 mit einer kleinen Druckleitung auf, welcher durch die Turbine 2 über die Welle 3 in Rotation versetzt wird. Der Turbineneinlaß 2 a steht mit dem Abgassammler 6 des Motors E über das Hochdruckauspuffrohr 5 in Verbindung. Der Kompressorauslaß 4 a steht mit dem Ansaugrohrverteiler 8 des Motors E über das Hochdruckladerohr 7 in Verbindung.

Der Niederdruckturbolader 9 weist eine Turbine 10 mit einem großen zulässigen Abgasfluß und einen Kompressor 12 mit großer Druckleitung auf, welcher durch die Turbine 10 über die Welle 11 in Rotation versetzt wird. Der Turbineneinlaß 10 a ist mit dem Turbinenauslaß 2 b des Hochdruckturboladers 1 über das Niederdruckabgasrohr 13 verbunden. Der Kompressorauslaß 12 a steht mit dem Kompressoreinlaß 4 b des Hochdruckturboladers 1 über das Niederdruckladerohr 14 in Verbindung.

Das Hochdruckabgasrohr 5 ist mit dem Niederdruckabgasrohr 13 über den Hochdruckabgasbypass 15 verbunden, der ein Hochdruckabgasüberströmventil 17 hat, das durch den Hebel 16 gedreht wird. Das Niederdruckabgasrohr 13 ist mit dem Niederdruckturbinenauslaß 10 b über den Niederdruckabgasbypass 18 verbunden, der ein Niederdruckabgasüberströmventil 20 aufweist, das durch den Hebel 19 gedreht wird. Das Niederdruckladerohr 14 ist mit dem Hochdruckladerohr 7 über den Ladebypass 21 verbunden, der ein Absperrventil 22 aufweist, das um den Stift 23 herum rotierbar ist. Das Absperrventil 22 hat die Funktion, einen Fluß vom Niederdruckladerohr 14 zum Hochdruckladerohr 7 zu gewährleisten, aber einen Rückfluß zu verhindern.

Der Hebel 16, der ein Hochdruckabgasüberströmventil 17 bedient, ist an dem anderen Ende mit einem mittleren Abschnitt eines Übertragungshebels 24 durch den Stift 25 verbunden. Die Kolbenstangen 28, 29 der Stellglieder 26, 27 sind jeweils durch Stifte 28 a, 29 a mit den entsprechenden Enden des Ubertragungshebels 24 verbunden. Die in den Stellgliedern 26, 27 geführten Kolben 32 und 33, die mit mit den Kolbenstangen 28, 29 gekoppelt sind, sind in die Zylinder 30, 31 einschiebbar. Das obere Ende des Zylinders 30 ist mit dem Ansaugkrümmer 8 des Motors E über die Rohrleitung 34 und das obere Ende des Zylinders 31 ist mit dem Hochdruckabgasrohr 5 des Motors E über die Rohrleitung 35 in Verbindung. Die Federn 36, 37 sind zwischen den unteren Kolbenflächen 32, 33 und den Bodenwänden des jeweiligen Zylinders 30, 31 angeordnet.

Der Hebel 19, der das Niederdruckabgasüberströmventil 20 betätigt, ist durch einem Stift am anderen Ende mit der Kolbenstange 39 des Stellgliedes 38 verbunden. Kolben 41 im Stellglied 38, der mit Kolbenstange 39 gekoppelt ist, ist, wie bei den Stellgliedern 26, 27, in den Zylinder 40 eingeschoben und wird durch die Feder 42 nach oben gedrückt. Das obere Ende des Zylinders 40 steht mit dem Niederdruckladerohr 14 über die Rohrleitung 43 in Verbindung.

Das Niederdruckabgasüberströmventil 20 und das zugehörige Stellglied 38 sind nicht wichtig bei einem Dieselmotor. Deshalb kann der Druck in einem Turbolader-Dieselmotor innerhalb des Zylinders gewöhnlich innerhalb eines zulässigen Limits durch Begrenzung einer Kraftstoffzufuhrmenge pro Stunde begrenzt werden.

Die Arbeitsweise der obigen Ausführungsform wird nun näher beschrieben. In dem Turboladermotorsystem gemäß der Erfindung erfolgt die Aufladung beispielsweise bei 700 min^-1 durch den Hochdruckturbolader 1 und einem Niederdruckturbolader 9, der in Reihe mit und stromab des Hochdruckturboladers 1 angeordnet ist. Der Ladedruck unterhalb der vollen Motorlast ist bei einem Punkt a in einer Ladedruckverhältniskennlinie a-b durch die durchgezogene Linie in Fig. 2 dargestellt. Gleichzeitig wird der Ladedruck nur durch den Niederdruckturbolader 9 bei einem Punkt c in der durchgezogenen Linie c-d in der gleichen Figur erzeugt.

Der Ladedruck an Punkt a ist der höchstzulässige Motorladedruck. Wenn der Ladedruck den Punkt a übersteigt, übersteigt der Druck innerhalb des Zylinders die zulässige Grenze des Motors oder es treten Klopferscheinungen auf, wenn es ein Bezinmotor ist.

Wenn die Motordrehzahl über die 700 min^-1 ansteigt, wurde das Ladedruckverhältnis das höchstzulässige Ladedruckverhältnis des Motors übersteigen und die durchgezogene Linie a-b für die Charakteristik des Turboladers ansteigen Gleichzeitig übersteigt im Turboladermotorsystem gemäß der Erfindung der Druck innerhalb des Hochdruckladerohres 7 das höchstzulässige Ladedruckverhältnis, so daß der Druck innerhalb des Zylinders 30 des Stellgliedes 26 ansteigt, wobei sich die Kolbenstange 28 mit dem Kolben 32 abwärts gegen die Feder 36 bewegt, um dabei den Ubertragungshebel 24 linksherum um den Stift 29 a zu drehen. Dies veranlaßt den Hebel 16, sich rechtsläufig um den Stift 25 zu drehen, um das Hochdruckabgasüberströmventil 17 zu öffnen und um dabei dem Abgasstrom zu ermöglichen, durch das Hochdruckabgasrohr 5 in den Hochdruckabgasbypass 15, wie durch die strichlierte Linie gezeigt, zu fließen. Dadurch wird der Druck innerhalb des Hochdruckladerohres 7 angeglichen, um nicht die durchgezogene Linie a-e von Fig. 2 zu übersteigen. Gleichzeitig steigt die Strömung und der Druck innerhalb des Niederdruckabgasrohres 13 an, um den Niederdruckturbolader 9 zu aktivieren, um dabei zu veranlassen, daß ein Ladedruck, dargestellt durch die durchgezogene Linie c-e in Fig. 2, erzeugt wird.

Wenn die Motordrehzahl weiter ansteigt, steigt der Druck innerhalb des Hochdruckabgasrohres 5 in Übereinstimmung mit den Eigenschaften des Turboladers, der Druck innerhalb des Zylinders 31 des Stellgliedes 27, das mit dem Hochdruckabgasrohr 5 über Rohrleitung 35 verbunden ist, steigt, um die Kolbenstange 29 gegen die Feder 37 mit dem Kolben 33 nach unten zu drücken, um dabei den Ubertragungshebel 24 rechtsläufig um den Stift 28 a herum zu drehen. Dies veranlaßt den Hebel 16, sich weiter rechtsherum zu drehen, um den Öffnungsquerschnitt des Überströmventils 17 zu vergrößern, um dabei den Ladedruck innerhalb des Hochdruckladerohres 11 (?) auszugleichen, damit er nicht die Linie a-e-g gemäß Fig. 2 übersteigt, die den zulässigen Grenzwert des Motors darstellt.

Wenn, gemäß Fig. 2, der Motor beispielsweise bei 2000 min^-1 startet, erhält die Querschnittsöffnung des Überströmventils 17 ihr Maximum, wobei fast das gesamte Abgas durch den Hochdruckabgasbypass 15 in das Niederdruckabgasrohr 13 strömt, um dabei die Funktion des Hochdruckturboladers 1 zu verlieren, während der Niederdruckturbolader 9 aktiviert wird, um dadurch den Ladedruck, wie bei Punkt e in Fig. 2 gezeigt, zu erzeugen. Gleichzeitig strömt fast die gesamte Aufladung, die zum Niederdruckladerohr 14 entströmt, durch den Ladebypass 21, um das Absperrventil 22 zu öffnen und in das Hochdruckladerohr 7 zu fließen.

Wenn, gemäß Fig. 2, der Motor die Drehzahl 2000 min^-1 übersteigt (oder wenn Klopferscheinungen infolge des übersteigerten Ladedruckes in einem Benzinmotor auftreten), wird der Ladedruck über den zulässigen Grenzwert des Motors, wie durch die Linie e-f in Fig. 2 gezeigt, ansteigen. Dadurch drückt der Druck im Niederdruckladerohr 14 den Kolben 41 innerhalb des Zylinders 40 des Stellgliedes 38 und die Kolbenstange 39 über die Rohrleitung 43 gegen die Feder 42 nach unten, um den Hebel 19 rechtsläufig zu drehen, um dabei das Niederdruckabgasüberströmventil 20 mit dem gleichen Aufbau wie ein vorbekannter Abgaskanal zu öffnen. Das hält den hochstzulässigen Ladedruck des Motors bei Linie e-g aufrecht.

Die benötigte Luftmenge für den Motor unter Teillast, beispielsweise 1/3 Last bei 6000 min^-1, senkt die durchgezogene Linie e-h, wie in Fig. 2 gezeigt. Unter Motorlast oder -drehzahl unterhalb der durchgezogenen Linie e-h öffnen die Stellglieder 26, 27 nicht völlig das Hochdruckabgasüberströmventil 17, und das Abgas aktiviert die Hochdruckturboladerturbine 1, während es in den Niederdruckturbolader 9 strömt.

Gleichzeitig ist der Hochdruckturbolader 1 in einer Lage zur völligen Kraftentfaltung, so daß, wenn die Motorlast oder -drehzahl es verlangt, diese rapide zu verringern, indem das Gaspedal getreten wird, um das Drosselventil zu öffnen, um dabei die Einströmluftmenge zu dem Motor zu steigern. Das erhöht die Kraftstoffzufuhr um dadurch den Abgasdruck zu vergrößern. Das veranlaßt das Stellglied 27, das über die Rohrleitung 35 des Auspuffkrümmers 6 verbunden ist, das Hochdruckabgasüberströmventil 17 über den Hebel 16 zu öffnen, so daß die beiden Hochdruck- und Niederdruckturbolader 1, 9 direkt beschleunigt werden innerhalb einer zeitlichen Verzögerung, um dabei rapide die Motorlastschwankungen abzudecken.

Ein Beispiel in Fig. 3 verwendet den folgenden Aufbau anstatt des Stellgliedes 27, das das Hochdruckabgasüberströmventil 17 bedient.

Ein zweiter Hochdruckabgasbypass 15′ ist parallel zum Hochdruckabgasbypass 15 angeordnet und steht zwischen dem Hochdruckabgasrohr 5 und dem Niederdruckabgasrohr 13 in Strömungsverbindung. Ein zweites Hochdruckabgasüberströmventil 17′ ist im Bypass 15′ angeordnet und gedreht durch Hebel 16′, dessen anderes Ende durch ein Verbindungsglied 44 mit dem Fliehkraftregler (nicht gezeigt) verbunden ist, der durch den Motor E gedreht wird, um dabei eine Motordrehzahl zu betreiben, zu der das Stellglied 27 wirkt.

Wenn das Stellglied 26 in Betrieb ist und der Motor E bei die Betriebsgeschwindigkeit des Fliehkraftreglers erreicht, wird das Gelenk 44 nach links gemäß Fig. 3 durch den Fliehkraftreglerbetrieb gezogen, um dabei das zweite Hochdruckabgasüberströmventil 17′ über den Hebel 16′ zu öffnen, so daß fast das gesamte Abgas innerhalb des Hochdruckabgasrohres 5 durch den Hochdruckabgasbypass 15 und den zweiten Hochdruckabgasbypass 15′ strömt, um dabei die die Funktion des Hochdruckturboladers 1 zu verlieren und gleichzeitig den Niederdruckturbolader 9 zu aktivieren wie in der vorangegangenen Ausführung.

Ein in Fig. 4 gezeigtes Beispiel ist eine Modifikation des Steuermittels für das Stellglied, das das Hochdruckabgasüberströmventil 17 betreibt. Das Stellglied 45, daß den Hebel 16 des Absperrventils 17 betätigt, koppelt die Kolbenstange 49 des Kolbens 48, der durch die Feder 47 innerhalb des Zylinders 46 um ein Ende des Hebels 16 abwärts gedrückt wird. Die Druckansaugöffnungen 50, 51 sind an den jeweiligen oberen und unteren Enden des Zylinders 46 angeordnet.

Ein Venturirohr 52 ist am Einlaß 12 b des Kompressors 12 des Niederdruckturboladers 9 angeordnet. Die Druckextraktionsauslässe 54, 55 sind im Luftklappenbereich 53 angeordnet und ein Abschnitt unmittelbar vor dem Luftklappenbereich steht mit den Druckansaugöffnungen 50, 51 über die jeweiligen Rohrleitungen 56, 57 in Verbindung.

Der Luftstromdurchgang durch das Venturirohr 52 ist abgebaut wie ein Druck durch den Druckextraktionsauslaß 54, 55 und gefördert durch die Rohrleitungen 56, 57, die Druckeinlässe 50, 51 in die Räume oberhalb und unterhalb des Kolbens 48 des Stellgliedes 45. Der Druckausgleich zwischen den Druckauslässen 54, 55 des Venturirohres 52 kann die Kolbenstange 49 in eine Stellung bewegen, wo der Ausgleichsdruck mit der Federkraft 47 ausgeglichen wird, um dabei die Öffnung des Absperrventils 17 über den Hebel 16 zu regulieren.

In Bezug auf die Ausführung in Fig. 4 kann das Hochdruckabgasüberströmventil 17 kontinuierlich in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand des Motors bei der vollen Motordrehzahl gesteuert werden, beispielsweise bei mehr als 700 min^-1.

Hoher Ladedruck wird dem Motor erfindungsgemäß durch eine Motordrehzahlausdehnung von einer niedrigen Drehzahl bis zu einer Zwischendrehzahl zugeführt, zu der die Drehzahl des Motors am meisten häufig verwendet wird, und der Ladedruck zum Motor derart gesteuert werden kann, daß er nicht den zulässigen Grenzwert des Motors übersteigt. Das erfindungsgemäße Turboladermotorsystem hat einen einfachen Aufbau und eine vorzügliche Ansprech-Empfindlichkeit verbessert die Niedriggeschwindigkeitsdrehzahl und vermeidet das Klopfen.

Das Turboladermotorsystem von Fig. 7 weist einen Motor auf; eine Anzahl von Turboladern ist in Reihe mit dem Motor verbunden; ein Abgasweichenventil ist in einem Abgasbypass angeordnet, der zwischen einer Abgasrohrleitung und einer Niederdruckrohrleitung in Strömungsverbindung steht; ein Absperrventil, das in einem Ladebypass angeordnet ist, steht in Strömungsverbindung zwischen einer Niederdruckladerohrleitung und einer Laderohrleitung; ein Stellglied führt in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors eine Bewegung zum Öffnen des Abgasweichenventils aus; und ein Drehventil ist in einem Einlaßdurchgang zum Motor angeordnet, wobei das Drehventil während des Verlauf eines Einlasshubes durch den Öffnungs­ und Schließzeitpunktregulierbetätigungsvorgang in Übereinstimmung mit dem Ladedruck geschlossen ist. Um zu verhindern, daß sich der Hochladedruck beim Hochdruckturbolader bei Zwischen- und hoher Motorbelastung beim übersteigen des höchstzulässigen Druckes innerhalb des Motors entlädt, wird die Temporegelung bei der das Drehventil geöffnet ist, verbessert, um das Druckverhältnis zu vermindern und die Länge des Einlaßhubes zu verkürzen.

Sobald die Motordrehzahl weiter steigt und die Ladekapazität des Hochdruckturboladers überschritten wird, wird das Abgasweichenventil stufenweise in Übereinstimmung mit einer Steigerung der Motordrehzahl geöffnet, damit der Niederdruckturbolader allein tätig ist. In diesem Fall gibt es keine Verzögerung in der Beschleunigung der Niederdruckturbolader, aber der Ladedruck fällt schnell ab. Folglich wird die Temporegelung, bei der das Drehventil geschlossen ist, verlangsamt, um die Länge des Einlaßhubes zu vergrößern und dabei eine Verringerung der Einlaßluftmenge zum Motor und dadurch eine Verminderung der Drehzahl zu vermeiden.

Fig. 7 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Turboladermotorsystem mit einem drehenden Lufteinlaßventil mit einer Öffnungs- und Schließzeitpunktregulierschaltung. Der Hochdruckturbolader 30 weist eine Turbine 31 mit einem geringen zulässigen Abgasabstrom und einen Kompressor 33 auf, der durch die Welle 32 gedreht wird und eine geringe Entladekapazität hat. Der Turbineneinlaß 31 a ist über den Abgastyp 34 mit dem Abgaskrümmer 35 des Motors E verbunden. Der Kompressorauslaß 33 a ist mit dem Einlaßkrümmer 10 des Motors E über die Einlaßrohrleitung 36 verbunden.

Die Niederdruckturbolader 40 und 80 weisen Turbinen 41 und 81 auf, die großen zulässigen Abgasabstrom haben, und Kompressoren 43 und 83 mit einer großen Entaldekapazität und jeweils durch Wellen 42 und 82 gedreht werden. Der Turbineneinlaß 41 a ist über das Niederdruckentladerohr 61 mit dem Entladeauslaß 31 a des Hochdruckturboladers 30 und der Kompressorauslaß 43 a über das Niederdruckentladerohr 38 mit dem Kompressoreinlaß 33 b des Hochdruckturboladers 30 verbunden. Das Niederdruckabgasrohr 81 b ist zwischen dem Turbineneauslaß 41 b des Turboladers 40 und dem Turbineneinlaß 81 a des Turboladers 80 in Verbindung, während das Niederdruckrohr 83 b zwischen dem Kompressorauslaß 43 a des Turboladers 40 und em Kompressoreinlaß 45 des Turboladers 80 in Verbindung ist.

Der Abgasbypass 37 ist mit der Abgasrohrleitung 34 und dem Niederdruckabgasrohr 61 verbunden, Der Bypass 37 hat ein Abgasweichenventil 37, das durch den Hebel 44 gedreht wird. Der Ladebypass 60 ist mit der Laderohrleitung 36 und dem Niederdruckladerohr 38 verbunden, das zwischen dem Kompressorauslaß 43 a des Niederdruckturboladers 40 und dem Kompressoreinlaß 33 b des Hochdruckturboladers 30 in Verbindung steht. Der Bypass 60 hat ein um einen Stift 46 herumrotierendes Absperrventil 47. Das Absperrventil 47 erlaubt eine Strömungsfunktion von Rohrleitung 38 zu 36, aber verhindert ein Rückströmen.

Das Abgasweichenventil 39 ist mit dem Stellglied oder dem Fliehkraftregler 53 über den Hebel 49 und das Gelenk 48 verbunden, das mit Hebel 44 gekoppelt ist. Der Fliehkraftregler 53 wird durch Getrieberad 52 über die Antriebswelle 50 gedreht, die durch den Motor E, das Getrieberad 51 und das Ubersetzungsgetrieberad 20 in Rotation versetzt wird. Wenn der Motor E auf eine vorbestimmte Drehzahl gestartet wird, dreht der Fliehkraftregler 53 seinen Hebel 49 entgegen dem Uhrzeigersinn, um das Gelenk 48 nach rechts gemäß Fig. 7 zu drücken und dreht Hebel 44 enzgegen dem Uhrzeigersinn, um dabei das Entladeabgasweichenventil 39 zu öffnen.

Der Pneumatikzylinder 58 ist an einem Ende mit Rohrleitung 36 über Rohrleitung 55 verbunden, um Druckluft gegen die Feder 58 zum Kolben 57 anzulegen, der an einer Kolbenstange 56 befestigt ist, die durch das andere Ende des Luftdruckzylinders 54 geführt wird. Die Kolbenstange 56 ist über den Stift 58 mit dem anderen Ende des Verstellhebels 26 verbunden.

Fig. 8 zeigt eine andere Ausführung der Erfindung. Der Hebel 49, der durch den Fliehkraftregler 53 gedreht wird, trägt Hilfshebel 62, der durch Stift 62′ an einem Ende verschwenkt wird. Das Gelenk 63 ist mit dem anderen Ende des Hilfshebels 62 verbunden und bewegt beispielsweise in Ubereinstimmung mit einem Motorladeregler (nicht gezeigt) ein Gaspedal im Fall eines Fahrzeuges. Das Gelenk 48 ist auch mit dem Mittelteil des Hilfshebels 62 verbunden. Wenn der Hebel 49 durch den Fliehkraftregler 53 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, wenn der Motor E zu einer vorbetsimmten Drehzahl gestartet wurde, dreht der Hilfshebel 62 im Uhrzeigersinn rund um den Abzweigpunkt zwischen dem Hebel 62 und dem Gelenk 63, um das Gelenk 68 nach rechts zu drücken, um dabei den Hebel 44 entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen und das Weichenventil 39 zu öffnen. Wenn dadurch die Last erhöht wird, bewegt sich das Gelenk 63 weiter nach rechts, um den Hilfshebel 62 entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen, so daß das Gelenk 48 gemäß Fig. 7 bei relativ niedrigen Drehzahlen unter hoher Last und bei relativ hohen Drehzahlen unter niedriger Last nach rechts gedreht wird, um den Hebel 44 zum Öffnen des Ventils 39 zu drehen.

Fig. 9 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführung, in der das Abgasweichenventil 39 durch den Ladedruck, der durch die Hochdruck- und Niederdruckturbolader 30 und 40, 80 erzeugt wird, geöffnet wird. Der Kolben 64 ist innerhalb des Luftdruckzylinders 66 angeordnet, um durch die Feder 65 gemäß Fig. 3 nach links gedrückt zu werden, wobei der Zylinder 66 über die Rohrleitung 67 mit dem Laderohr 36 in Verbindung steht. Die Kolbenstange 68 mit einem Langloch 69 ist mit dem anderen Ende des Kolbens 64 von Rohrleitung 67 verbunden. Das Gelenk 48 ist an einem Ende in dem Langloch 69 eingebracht und am anderen Ende mit dem Hebel 44 des Weichenventils 39 gekoppelt. Im Beispiel der Ausführung nach Fig. 3 werden keine Bauteile wie Getrieberad 52, Fliehkraftregler 53 und Hebel 49, wie in Fig. 1 (???) gezeigt, benötigt. Bei dem beschriebenen Aufbau dreht der Hebel 44 entgegen dem Uhrzeigersinn durch die Rechtsbewegung des Kolbens 64, um das Weichenventil 39 zu öffnen.

Das System eines aufgeladenen Motors gemäß Fig. 10 umfaßt grundsätzlich einen Viertaktmotor mit einem Zylinder 1, in dem gleitbar ein Kolben 2 mit einer Kolbenstange 3 angeordnet ist, welche eine (nicht gezeigte) Kurbelwelle dreht. An einer Einlaßöffnung 5 und einer Auslaßöffnung 6 im Zylinderkopf sind ein Einlaßventil 7 und ein Auslaßventil 8 angeordnet, die durch bekannte Ventilantriebsmittel in Synchronisation mit der Kurbelwellendrehung des Motors geöffnet und geschlossen werden. Der Ansaugkanal wird durch eine Ansaugabzweigleitung 9 gebildet, die mit der Einlaßöffnung 5 und einem Ansaugrohrverteiler 10 in Verbindung steht, der am einen Ende der Ansaugleitung 9 vorgesehen ist. In der Ansaugabzweigleitung 9 ist ein Drehventil 11 vorgesehen, als ein von der Kurbelwelle des Motors über eine Zahnradübertragung angetriebenes Steuerventil.

Fig. 11 und 12 zeigen eine Einstelleinrichtung für den Öffnungs- und Schließzeitpunkt, die einen Antriebsmechanismus für das Drehventil 11 einschließt, welcher von einer Antriebswelle 13 getragen ist, die mittels eines Stiftes 12 an dem Drehventil 11 innerhalb eines Ventilkörpers 9 a befestigt ist, der im Mittelabschnitt des Ansaugabzweigrohres 9 ausgebildet ist. Die Antriebswelle 13 wird von einer Mehrzahl von Lagern 17, 18 und 19 mittels eines Paares von Buchsen 14 und 15 getragen, die so angeordnet sind, daß sie das Drehventil 11 an jeder Seite unterstützen, und durch eine einzelne Buchse 16, alle innerhalb des Ventilkörpers 9 a. Die Welle 13 ist mit linksgängigen, schraubenförmigen Stecknuten 13 a an einem Ende versehen.

Ein Timing-Zahnrad 20, welches über eine Zahnradübertragung mit der (nicht gezeigten) Kurbelwelle gekoppelt ist, ist einstückig mit der Drehwelle 21 ausgebildet, die von Lagern 22 und 23 getragen ist, die auf einer maschinenfesten Halterung 24 ruhen. Die Welle 21 weist am Ende rechtsgängige, schraubenförmige Stecknuten 21 a auf, die mit den linksgängigen Stecknuten 13 a über einen einstellbaren Koppler 25 verbunden sind, der innere Stege 25 a und 26 b aufweist, die mit beiden Stecknutenenden der Wellen zusammenwirken.

Ein Einstellhebel 26 ist von einer Welle 27 getragen und ist mit seinem einen Ende in eine Vertiefung 25 a des Kopplers 25 eingepaßt. Wenn beispielsweise Koppler 25, bezogen auf die Anordnung der Fig. 11, durch den Einstellhebel nach links bewegt wird, wird die Antriebswelle 13 in bestimmter Richtung relativ zur Drehwelle 21 verdreht, während, wenn der Koppler 25 nach rechts bewegt wird, die Welle 13 in entgegengesetzter Richtung bzw. zurück verdreht wird. So wird durch eine axiale Bewegung des Kopplers 25 das Drehtiming der Welle 13 verändert, wodurch als Folge der Öffnungs- und Schließzeitpunkt des Drehventils 11 verstellt werden.

Wie aus Fig. 10 hervorgeht, ist das Drehventil 11 so ausgebildet, daß es bei Drehintervallen von 90° geöffnet und geschlossen und durch das Timing-Getriebe 20 mit halber Drehzahl der Kurbelwelle angetrieben wird.

Das Ansaughubintervall des Motors beträgt etwa 180° der Kurbelwellendrehung und daher hat das Drehventil 11 ein Öffnungsintervall von ungefähr 180° Drehwinkel der Kurbelwelle.

Die Betriebsweise der Anordnung wird nun näher beschrieben. In dem erfindungsgemäßen Turboladermotorsystem wird die Luftladung bei einer niedrigen Geschwindigkeit, beispielsweise bei etwa 500 min^-1 durch den Hochdruckturbolader 30 und den Niederdruckturbolader 48, 80 verrichtet, die in Reihe stromauf des Turboladers 30 angeordnet sind, und der Ladedruck liegt unter der vollen Motorlast an einem Punkt a in der Abströmdruckverhältniskennlinie a-c, die durch die unterbrochene Linie in Fig. 15 gezeigt ist. Das Ladedruckverhältnis, das durch die Niederdruckturbolader 40 und 80 erzeugt wird, liegt bei einem Punkt j der unterbrochenen Linie j-k-f-g in der gleichen Figur. In diesem Fall übersteigt der Ladedruck an Punkt a nicht das Maximum des zulässigen Druckes Pa des Motors gerade in einem gleichmäßigen Zyklus wie in Fig. 13B gezeigt. Der Ladedruck innerhalb des Einströmrohres 36 ist niedrig, der Druck innerhalb der Kammer 54′ des pneumatischen Druckzylinders 54 ist ebenfalls niedrig, und die Federkraft 58, um den Kolben 57 nach rechts zu drücken, ist größer als der Druck in der Kammer 54′, um den Kolben 57 nach links zu drücken, so daß sich die Regulierkupplung 25 der Öffnungs- und Schließzeitpunktregelschaltung in einer linksbezogenen Position befindet. Wie in Fig. 13A gezeigt, ist die Öffnungs- und Schließzeitregelung des Einströmventils 7 beim Einströmhub so gewählt wie die des Drehventils 11 , so daß, wie in Fig. 13B gezeigt, das p-v (Druck-Drehwinkel)-Diagramm völlig gleich ist dem eines gewohnlichen Motors und das Drehmoment ist bei einem Punkt b in der Drehmomentkennlinie (durchgezogene Linie b-e-h) in Fig. 15.

Der Ladedruck, der durch das Zusammenwirken der Hochdruck­ und Niederdruckturbolader 30 und 40 unter voller Last erzeugt wird, ist entlang der Abströmdruckverhältniskennlinie a-c von Fig. 15 angewachsen mit einer Steigerung in der Motordrehzahl. Wie durch die unterbrochene Linie in Fig. 14B gezeigt, würde der höchste Druck den zulässigen Motordruck Pa übersteigen, wenn der Motor in einem regelmäßigen Zyklus bei dem Ladedruck bei einem Punkt C angetrieben wird, der einer Motordrehzahl von 1500 min^-1 vorliegt. Wenn sich nämlich der Ladedruck von Pb ₁ in Fig. 13B zu Pb ₂ in Fig. 14B erhöht, erhöht sich der Kompressionsdruck von Pc ₁ zu Pc ₂ wie in der unterbrochenen Linie in Fig. 14B gezeigt bei einem gewöhnlichen Motor, so daß der höchste Druck den höchstzulässigen Motordruck solange übersteigt, wie die Bedingung aufrechterhalten wird.

Jedoch ist die Öffnungs- und Schließzeitpunktregulierung des Einströmventils 7 konstant, während sich der Druck im Luftdruckzylinder 54 erhöht mit einer Erhöhung des Druckes im Laderohr 37, so daß sich der Kolben 57 nach links gegen die Feder 58 bewegt, um dabei Verstellhebel 26 im Uhrzeigersinn um die Welle 27 herum zu bewegen. Dies veranlaßt die Verstellkupplung 25 die Schließzeitpunktregelung des Drehventils 11 zu einem Punkt C in Fig. 14a im Verlaufe des Einlaßhubes zu verschieben. Die Folge davon ist, daß der Einlaßdruck wahrend des Einlaßhubes adiabatisch von einem Punkt D ausgedehnt werden muß und auf einen Wert bei Punkt E auf einen Grundtotpunkt abgesenkt wird und deshalb auch die Temperatur absinkt. Dann beginnt der Kompressionshub vom Punkt E und als eine Folge der adiabatischen Kompression werden der Druck und die Temperatur beim Einlaßhub bei Punkt D wieder gleich zueinander, und der Druck Pc ₁ am oberen Totpunkt am Kompressionshub wird gleich dem in Fig. 13B.

Deshalb kann der Verbrennungsdruck so eingestellt werden, daß er den höchsten zulässigen Druck Pa innerhalb des Motors nicht übersteigt.

Wie in Fig. 16 gezeigt, ist das p-v-Diagramm zu diesem Zeitpunkt ähnlich der unterbrochenen Linie g-b in der Nähe der Motordrehzahl von 500 min^-1, bei der der Druck P ₂ mit dem Punkt a in Fig. 15 übereinstimmt. Der Kennlinienabschnitt von Punkt g zu Punkt b in Fig. 16 kennzeichnet den Einlaßhub, und der Kennlinienabschnitt von Punkt b zu Punkt c den Kompressionshub. Folglich wird ein regulierbarer Sabathe-Zyklus, der durch den Zyklus d-e-f-b-g dargestellt wird.

Wenn die Motordrehzahl auf 1500 min^-1 ansteigt, erhöht sich der Ladedruck, der durch den Hochdruckturbolader 30 und den Niederdrucklader 40, 80 erzeugt wird auf einen Punkt c, wie in Fig. 15 gezeigt. Der Druck stimmt mit dem Druck überein, der bei P ₁ in Fig. 16 vorliegt, in dem der Einlaßhub vom Punkt h beginnt und Drehventil 11, wie oben beschrieben, bei Punkt a geschlossen ist. Deshalb erfährt die Luft innerhalb des Zylinders eine adiabatische Ausdehnung von Punkt a, nämlich P ₂ am Grundtotpunkt des Einlaßhubes, und sinkt zu Punkt b ab. Der Kompressionshub beginnt bei Punkt b und endet an Punkt c, wobei der Druck zu P ₁ an Punkt a wieder gleich wird. Der Zyklus endet durch den Verlauf d-e-f-i-h des gleichen p-v-Diagramms, wie der Sabathe-Zyklus, wenn der Ladedruck P ₂ erreicht ist. Die Fläche beim p-v-Diagramm ist, wenn die Motordrehzahl bei etwa 500 min^-1 liegt, von einer Gestalt, die durch Verbinden der Punkte b, c, d, e, f und b erreicht wird, und ist im wesentlichen gleich der Gestalt, die durch Verbinden der Punkte a, c, d, e, f, i und a im p-v-Diagramm erreicht wird, wenn die Motordrehzahl etwa bei 1.500 min ¹ liegt. Wie in den Punkten b und e in der Drehmomentkurve von Fig. 15 gezeigt, ist das Drehmoment bei etwa 500 min^-1 im wesentlichen gleich dem bei einer Motordrehzahl von 1.500 min^-1.

Wenn die Motordrehzahl 1500 min^-1 übersteigt, wird der Hebel 49 des Fliehkraftreglers 53 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht und Hebel 44 wird ebenfall entgegen den Uhrzeigersinn durch Gelenk 48 gedreht, um das Abgrasweichenventil 39 zu öffnen.

Wenn der Hebel 49 entgegen dem Uhrzeigersinn durch den Fliehkraftregler 53 in der Ausführung gemäß Fig. 8 gedreht wird, wird gleichzeitig Hilfshebel 62 im Uhrzeigersinn um den Abzweigpunkt zwischen Hebel 62 und Gelenk 63 gedreht, um das Gelenk 48 nach rechts zu drücken, damit der Hebel 44 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird und das Abgasweichenventil 39 zu öffnen. Deshalb wird das Gelenk 63 bei höherer Last weiter nach rechts bewegt, um den Hilfshebel 62 entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen, so daß das Gelenk 48 das Ventil 39 bei einer relativ niedrigen Drehzahl unter hoher Last und bei einer relativ hohen Drehzahl unter niedriger Last öffnet.

Eine Erhöhung des Druckes innerhalb der Laderohrleitung 36 veranlaßt in der Ausführung gemäß Fig. 9, den Kolben 64 in Pneumatikzylinder 66, der mit Rohrleitung 67 gekoppelt ist, nach rechts in Bezug auf Fig. 9 gegen die Feder 65 zu drücken, um den Hebel 44 gegen den Uhrzeigersinn über das Gelenk 48 zu drücken, das an einem Ende zur Langlochbohrung 69 in der Kolbenstange 68 angebracht ist, und dabei das Weichenventil 39 zu öffnen.

Dadurch vermindert sich die Abgasmenge, die in die Turbine 31 des Hochdruckturboladers 30 hineinströmt, und das Hochdruckabgas strömt direkt in die Turbine 41 des Niederdruckturboladers 40 vom Abgasrohr 34. Dadurch ergibt sich, daß sich der Druck innerhalb des Niederdruckladerohres, der durch die Niederdruckturbolader 40, 80 erzeugt wird, entlang der unterbrochenen Linie k-f in Fig. 15 erhöht, während der Ladedruck, der durch den Hochdruckturbolader 30 erzeugt wird, sich verringert, so daß sich der Druck innerhalb der Laderohrleitung 36 entlang der unterbrochenen Linie c-f in der gleichen Figur vermindert.

Wenn die Motordrehzahl 1800 min^-1 erreicht, ist das Abweichenweichenventil 39 vollständig geöffnet, daß gesamte Abgas von der Abgasrohrleitung 34 strömt lediglich zur Turbine 41, 81, der Niederdruckturbolader 30 ist außer Betrieb. Der Ladedruck, der durch die Niederdruckturbolader 40, 80 erzeugt wird, liegt bei einem Punkt f, wobei dieser gleich dem Punkt a von Fig. 9 ist. Gleichzeitig strömt die Ladeluft von dem Niederdruckladerohr 38 über den Ladebypass 60, um das Absperrventil 47 zu eröffnen und dabei in die Laderohrleitung 36 zu strömen.

Wenn sich der Ladedruck von Punkt c zu Punkt f in Fig. 15, d.h. von P ₁ auf P ₂ in Fig. 10 absenkt, sinkt in dem Turboladersystem gemäß der Erfindung der Druck innerhalb der Laderohrleitung 36, so daß der Druck innerhalb der Pneumatilzylinderkammer 54′ ebenfalls absinkt und der Kolben 57 durch die Feder 58 nach rechts bewegt wird, der Regulierhebel 26 wird entgegen dem Uhrzeigersinn rund um Welle 27 gedreht, die Regulierkupplung 25 wird nach links bewegt, so daß die Zeitpunktregulierung, bei der das Drehventil 11 geshlossen ist, sich verzögert, der Kompressionshub beginnt bei Punkt b gemäß Fig. 16, um eine Verminderung in der Einlaßluftmenge wie bei einer Motordrehzahl von 500 min^-1 zu verhindern, so daß, wie zuvor beschrieben, der durchschnittlich erzielte effektive Druck zeigte, daß nämlich das erzeugte Drehmoment im wesentlichen im gleichen Wert aufrechterhalten wird wie durch Punkt 1 in in Fig. 15 gezeigt, trotz eines rapiden Wechsels des Ladedruckes.

Wenn die Motordrehzahl über 1800 min⁻ ansteigt, steigt der Ladedruck in abhängigkeit von der Ladedruckkennlinie f-g in Fig. 15 gemäß der Charakteristik des Niederdruckturboladers 40, aber wie oben beshrieben, wird der Verbrennungsdruck am übersteigen des höchsten zulässigen Druckes innerhalb des Motors bei Zeitpunktregelung gehindert, bei der das Druhventil geschlossen ist, wobei die Drehmomentkennlinie die Linie l-h gemäß Fig. 15 durch das Regeln einer Kraftstoffzuführmenge ergibt, und eine erwünschte gleichmäßige b-e-l-h-Drehmomentcharakteristik für einen Fahrzeugmotor ergibt, in dem das Drehmoment trotz eines Wechsels in der Motordrehzahl konstant ist.

Während der Betrieb der Anordnung gemäß Fig. 7 bei Vorlastbetrieb des Motors beschrieben worden ist, wird nun der Betrieb des Motorsystems unter Teillast beschrieben.

Der Ladedruck, der durch die Turbolader erreicht wird, sinkt, wie die Abgasenergie absinkt, aber die Abgasströmung erhöht sich mit dem Ansteigen der Motordrehzahl. Deshalb wird ein Ladedruck bei Punkt a entlang der Strichpunktlinie a-x, wie in Fig. 15 gezeigt, erzeugt. Ähnlich wird der Ladedruck am Punkt c entlang der Strichpunktlinie c-y erzeugt und der Ladedruck bei Punkt f wird entlang der Strichpunktlinie f-z erzeugt. Deshalb ändert sich entlang der Strichpunktlinie c-y die Motordrehzahl, die einen Ladedruck entsprechend c erzeugt, der das Abgasweichenventil 39 zu öffnen beginnt, die Motordrehzahl, die einen Ladedruck entsprechend Punkt f erzeugt, bei dem das Abgasweichenventil 39 vollständig geöffnet ist, welches ist Abhängigkeit mit der entsprechenden Last entlang der Strichpunktlinie f-z. Deshalb ist das plötzliche Öffnen des Abgasweichenventils 39 und die Verzögerung in der Beschleunigung des Niederdruckturboladers auf das plötzliche Weichenventilöffnen zurückzuführen, eine Verminderung des Ladedruckes ist auf die Verzögerung der Beschleunigung zurückzuführen und eine zeitabhängige Verminderung des Drehmomentes wird verhindert, wie es bei herkömmlichen Systemen nicht der Fall ist.

In der Ausführung gemäß Fig. 7 wird der Hebel 63 nach rechts bewegt, wenn das Laststellglied unter Vollast ist. In der Ausführung gemäß Fig. 8 beginnt bei Drehung des Hebels 49 entgegen dem Uhrzeigersinn bei einer Motordrehzahl von 1500 min^-1 des Abgasweichenventils 39 zu öffnen, während unter niedriger Last sich der Hebel 63 nach links bewegt, um den Hilfshebel 62 in Uhrzeigerrichtung um Stift 61′ zu drehen, so daß das Gelenk 48 nach links bewegt wird, um die Motordrehzahl zu erhöhen, die das Abgasweichenventil 39 mittels des Fliehkraftreglers 53 öffnet.

In der Ausführung gemäß Fig. 9 wird der Betrieb durch den Ladedruck verrichtet, so daß, wie oben beschrieben, daß Abgasweichenventil 39 sich entlang der Strichpunktlinie c-y und f-z gemäß Fig. 15, wie oben beschrieben, zu öffnen beginnt und dann das Ventil 39 völlig öffnet.

In dem Turboladermotor gemäß Fig. 7 kann der Kompressionsdruck im Motor geregelt werden, um in seinem Wert konstant zu sein, der nicht den höchsten zulässigen Druck innerhalb des Motors, der im wesentlichen den Gesamtwert des Motorbetriebes entspricht, übersteigt. Weiterhin wird eine Kraftstoffeinspritzmenge pro Zyklus unter Niedriglast reduziert, um dabei den thermischen Wirkungsgrad zu verbessern, den Luftzyklus anzugleichen und deshalb den thermischen Wirkungsgrad und um Niedriglasten zu verbessern, was wünschenswert für den Fahrzeugmotor oder über die im wesentlichen gesamte Breite des Motorbetriebes ist.

Claims (9)

1. Anordnung für eine aufladbare Verbrennungskraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor mit einer Mehrzahl von Turboladern zur Beaufschlagung des Motors mit Verbrennungsluft und mit auf den Betriebszustand des Motors ansprechenden Mitteln zum Unwirksammachen mindestens eines der Turbolader, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Betriebszustand ansprechenden Mittel derart ausgebildet sind, daß bei niedriger Drehzahl alle Turbolader wirksam sind, und daß bei steigender Drehzahl der wenigstens eine Turbolader graduell unwirksam gemacht wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Betrieb das Timing eines Lufteinlaßventils des Motors in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors veränderbar ist, um Veränderungen im Motordrehmoment entgegenzuwirken, die sich aus dem Unwirksamwerden des mindestens einen Turboladers ergeben.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bevor der mindestens eine Turbolader vollständig unwirksam wird, der Öffnungszeitpunkt des Einlaßventils mit steigender Drehzahl vorgezogen wird, um den Motordruck zu begrenzen, und daß nachdem der mindestens eine Turbolader unwirksam geworden ist, der Öffnungszeitpunkt des Einlaßventils verzögert wird, um einen Druckabfall im Motor zu verhindern.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitpunktregelung des Lufteinlaßventils durch ein druckempfindliches Mittel gesteuert wird, daß seinerseits auf den Druck der Luft anspricht, die in den Motor eingebracht wird.

5. Anordnung nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hochdruckturbolader und mindestens ein Niederdruckturbolader nacheinander durch einen Abgasstrom vom Motor angetrieben werden und die Mittel zum Unwirksammachen eine Ventileinrichtung zum Umleiten des Abgasstromes von dem Hochdruckturbolader zu dem mindestens einen Niederdruckturbolader aufweisen.

6. Anordnung nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Unwirksammachen durch eine Koppelung mit dem Gaspedal steuerbar sind, so daß die abgegebene Leistung des Motors durch den Betreiber veränderbar ist.

7. Anordnung nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Turbolader in Abhängigkeit vom Ladedruck oder einer Lufteinströmrate für Luft, die dem Motor zugeführt wird, und in Abhängigkeit von einer zusätzlichen Betriebsbedingung des Motors graduell unwirksam gemacht werden kann.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Betriebsbedingung der Motorabgasdruck oder die Motordrehzahl ist.

9. Anordnung nach den Ansprüchen 7 oder 8, in Verbindung mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß unabhängige Ventileinrichtungen in getrennten Abgasbypasswegen vorgesehen sind, zum graduellen Öffnen dieser Bypasswege und dadurch zum Unwirksammachen des mindestens einen Turboladers in Abhängigkeit vom Ladedruck oder der Lufteinströmrate und einer zusätzlichen Motorbetriebsbedingung.