Zweireilien-Brennkraftmasehine mit Rufladung. Die Erfindung betrifft eine Zweireihen- Brennkraftmaschine mit Rufladung, bei der jede Reihe durch mindestens eine separate Aufladegruppe mit Aufladeluft versorgt wird und besteht darin, dass die Brennstoff reguliergestänge zu Gruppen zusammenge- fass:
t sind, denen alle Zylinder, welche von einer Aufladegruppe versorgt sind und ausser dem die gegenüberliegenden Zylinder der an dern Reihe angehören, im weiteren, dass die einzelnen Brennstoffregnliergestängegruppen ausser vom Drehzahlregler auch von VorTrich- tungen beeinflusst werden, welche in Abhän gigkeit des Rufladedruckes einen Anschlag verstellen, und zwar derart, dass die Stellung des Reguliergestänges immer dem niedrigeren der in den beiden Zylinderreihen herrschen den Rufladedrücke entspricht.
Eine weitere Ausbildung kann darin bestehen, dass die einzelnen Reguliergestängegruppen mit dem Regler über separate elastische Glieder ver bunden sind, so dass die Aufladeschutzvor- richtung nicht die ganze Verstellkraft des Reglers zu überwinden braucht. Bei Ausfüh rungen mit derartigen elastischen Gliedern, steuert der Regler mit Vorteil auf bekannte Weise ein Organ, das die aufgenommene Lei stung !der den Verbrennungsmotor belasten den Maschine konstant hält.
Es ist bekannt, bei aufgeladenen Zwei reihenmotoren gegenüberliegende Zylinder der beiden Reihen an eine gemeinsame Auf ladegruppe anzuschliessen, so. dass die Bela- stungsverhältnisse für die beiden Zylinder reihen auch bei Ausfallen einzelner Auflade gruppen immer gleich sind, wodurch es mög lich wird, die bei bestimmten Drehzahlen entstehenden Schwingungen aufzuheben, so dass -diese Drehzahlen für Dauerbetrieb zu lässig sind.
In bestimmten Fällen wäre es nur unter Inkaufnahme schwerer Nachteile möglich, Zylinder verschiedener Reihen zu einer Gruppe zusammenzufassen. In gewissen Fäl len kann es beispielsweise vorkommen, dass es mit Rücksicht auf die Einbauverhältnisse notwendig ist, die Auspuffleitungen von zwei Gruppen möglichst nahe beieinander vom Motor nach oben zu führen. Oder in einem andern Fall verlangt die grosse Leistung eine derartige Unterteilung der Aufladegruppen. dass eine Zusammenfassung gegenüberliegen der Zylinder ebenfalls nicht mehr möglich ist.
Solche Anordnungen haben jedoch den Nachteil, dass die Belastungsverhältnisse gegenüberliegender Zylinder der beiden Rei hen nicht, mehr gleich sind, so dass die Kom pensation der Schwingungen verunmöglielit wird, was die Verwendungsmöglichkeit der Motoren für variable Drehzahl erschwert.
Durch die Erfindung wird die Möglich keit geschaffen, auch bei unabhängigen Auf ladegruppen für Zweireihenmotoren dafür zu sorgen, dass die beiden Reihen im Vergleich zueinander immer gleich belastet sind.
Fig. 1 bis 3 stellen einen ZwölfzyIinder- Zweireihen-Dieselmotor mit zwei Anflade- gruppen in drei Ansichten dar, Fig.4 das zugehörige Regulierschema:
In Fig. 5 ist- ebenfalls ein ZwölfzyIinder- Zweireihen-Dieselmotor gezeigt, jedoch mit vier Aufladegruppen, in Fig. 6 das zugehörige Regulierschema: in beiden Beispielen sind für die Aufladegrup- pen Gebläse mit Abgasturbinen vorgesehen; Fig.7 und 8 stellen Varianten für die Ausbildung der Aufladeschutzvorrichtungen dar.
Die Fig.1 bis 3 stellen einen Zwölf zy linder-Zweireihen-Dieselmotor 1 mit zwei Aufladegruppen. Turbine 2 und Kom pressor 3 und 3', dar, bei der je eine Reihe der Zylinder 1 bezw. 1' durch mindestens eine besondere Aufladegruppe mit Auflade luft versorgt wird.
Die Aufla.delnft wird durch einen Einlass 4 bezw. 4' geführt, vom Verdichter 3 bezw. 3' verdichtet, der von einer Turbine 2 bezw. 2' angetrieben wird, und durch die Leitungen 5 bezw. 5' in die Zylinder 1 bezw. 1' geführt. Die aus den Zy lindern abgeführten Abgase werden durch die Leitungen 9 bezw. 9' abgeführt, treiben die Abgasturbinen, welche ihrerseits die Kompressoren 3 bezw. 3' antreiben, worauf die Abgase von der Auspuffleitung 6 bezw. 6' ins Freie gefördert. werden.
Von der Leitung )-5' sind Abzweigungen 31-31' vorgesehen, um den Aufladedruck den Schutzvorrich tungen 11-11' (Fig.4) zuzuführen. Gemäss Fig.1 sind noch Zahnräder 7 bezw. 7' an geordnet, die mit den Kurbelwellen verbun den sind und auf ein Zahnrad 10 für bei spielsweise einen elektrischen Generator 25 einwirken. Die Brennstoffpumpe 8 bezw. 8' kann mit dem Gehäuse 35 des Verbrennungs motors oder mit den Verbrennungszylindern 1 verbunden sein.
In Fig.4 ist das durch den Regler 50 über das Federglied 51 betätigte Gestänge 30-30' für alle Zylinder unter sich kraft schlüssig verbunden. Die Schutzvorrichtun gen 11-11' sind durch die Leitungen 31-31' an die Aufladeluftleitungen 5-5' (Fig.3) angeschlossen. In der gezeichneten Stellung ist. der Aufladedruck höher als zur Aufrecht erhaltung der von den Brennstoffpumpen 8-8' geförderten Brennstoffmenge notwen- di- ist.
Der durch die Leiturig 5 bezw. 5' in die Leitung 31 übertragene Aufladedruck drückt die Membrane 12 gegen die Feder 13 nach unten, wodurch auch der Schieber 14 nach unten kommt und dem aus der Leitung 15 kommenden Drucköl den Zutritt unter den Kolben 16 gestattet, welcher somit die. Feder <B>17</B> nach oben drückt, bis der Kolben 16 am Gehäuse zum Anschlag kommt. Der An schlag 18 gibt somit das Gestänge 30-30' frei, so dass der Regler 50 zur Wirkung kommt.
Sinkt der Aufladedruck, so geht die Mein brave 12 nach oben; die Feder 13 zieht den Hebel 19 mit. Der Schieber 14 schliesst dann vorerst die Öffnung 20 und lässt bei weite rem Steigen Drucköl aus dem Raum 21 aus strömen, so dass der Kolben 16 von der Fe der 17 nach unten gedrückt wird. Der An schlag 18 zieht dann die Gabel 22 nach unten und reduziert die von den Pumpen 8-8' ein gespritzte Brennstoffmenge entsprechend. Auf genau gleiche Weise arbeitet auch die Schutzvorrichtung 11'.
Je nachdem der Aufladedruck .in der Leitung 5 oder 5' nie driger ist, wird auch der Anschlag 18 oder 18' weiter nach unten gehen, so dass also das Gestänge 30-30' immer derjenigen Auflade- schutzvorriehtung folgt, die eine niedrigere Brennstoffmenge einstellen will.
Fig. 4 zeigt den Regler 50, der durch ein Federglied 51 die Reglerwellen 30-30' be tätigt. Die Reglerwellen 30-30' werden durch einen Hebel 32 verstellt, indem dieser über einen zweiarmigen Hebel 33 den Hebel 32' betätigt und mit dem Federglied 51 ver bunden ist. Auf den Reglerwellen 30-30' sind weitere Hebel 34-34' angeordnet, die auf die Brennstoffpumpe einwirken. Der Regler 50 betätigt nebst den Brennstoff pumpen 8-8' auch noch ,den Servomotor 23, der auf bekannte Weise mittelst des Wider standes 24 die Spannung des Generators 25 so reguliert, dass die Belastung konstant bleibt.
Der Schieber 26 dieses Servomotors 23 ist nur in Abschlusslage, wenn der Regler 50 sich in der der gewünschten Leistung ent sprechenden Normalstellung befindet. Sobald sich die Belastung ändert, geht der Schieber aus der Abschlussstellung, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, heraus und be wirkt eine Erhöhung oder Reduktion der Erregung des Generators 25. Sobald sich,die Erregung so stark geändert hat, dass die ur sprüngliche Belastung wieder hergestellt ist, kommt der Schieber 26 des Servomotors 23 wieder in Abschlusslage und der Kolben 27 steht in .der neuen Stellung still.
Das Federglied 51 hat folgende Wirkung: Sobald eine der Vorrichtungen 11 oder 11' zum Ansprechen kommt, id. h. wenn der Aufladedruck zu klein ist, beispielsweise wenn er geringer ist aals der gerade vom Brennstoffregler eingestellten Brennstoff menge entspricht, werden die Brennstoff pumpen dem Regler 50 entzogen. Der letz tere wirkt dann nur noch auf den Servomotor 23. Die Drehzahl wird dann also nicht mehr durch Brennstoffregulierung, sondern nur noch durch Belastungsregulierung konstant gehalten.
Fig. 5 zeigt einen Motor mit vier Auf ladegruppen, wobei die Aufladeluft durch Einlasse 4-4"' geführt und von den Ver dichtern 3-3"' verdichtet wird. Die aus den Zylindern 1 abgeführten Abgase werden durch die Leitungen 9-9"' geführt und be- aufschlagen die Turbinen Um den Aufladedruck der Schutzvorrichtung 11-11<B>'</B> zuzuführen, sind Abschlussstutzen 31-31"' vorgesehen.
In Fig. 6 ergibt sich gegenüber Fig. 4 be züglich Anzahl der Schutzvorrichtungen 11-11<B>'</B> eine Änderung. Da vier Auflade gruppen vorhanden sind, sind auch vier Schutzvorrichtungen 11 notwendig. Bei 11" ist diese Schutzvorrichtung, welche hier statt servomotorisch auf direkte Weise wirkt, im Schnitt dargestellt.
Die Wirkungsweise die ser Schutzvorrichtungen ist im Prinzip die selbe wie bei Fig.4, soweit es die Gruppe von Zylindern anbelangt, welche die in einer Reihe von der gleichen Auf ladegruppe ge speisten Zylinder, sowie die gegenüberliegen den Zylinder umfasst. Die Schutzvorrichtun gen 11 und 11' wirken also auf die unter sich starr verbundenen Gestänge 30 und 30', die Vorrichtungen 11" und 11"' auf die unter sich starr verbundenen Gestänge 30" und 30"'. Diese beiden Gestängesysteme sind unab hängig über je ein Federglied 51 und 51" mit dem Regler 50 verbunden.
Es wird also bei Abfall des Aufladedruckes einer Gruppe nur derjenige Gestängeteil der Wirkung,des Reg lers 50 entzogen, der zu der Zylindergruppe der Aufladegruppe mit einer Störung gehört. Die an das andere Gestängesystem ange schlossenen Brennstoffpumpen werden dann immer noch mit der vom Regler eingestellten Brennstoffmenge betrieben.
Bei der Ausführung nach Fig. 7 hat die Aufladeschutzvorrichtung für jede Auflade gruppe eine besondere Membrane 12 bezw. 12' und Feder 13 bezw. 13', jedoch einen ge meinsamen Servomotor 14, 15, 16, 717, 18, 19, 20, 21. Feder und Membran wirken auf den Hebel 19 über die Mitnehmer 28 bezw. 28'. Diejenige Vorrichtung, die an die Gruppe mit niedrigerem Aufladedruck an geschlossen ist (im gezeigten Beispiel ist dies die Membrane 12), drückt die Feder 29 zu sammen -und bringt dann das rechte Ende des Hebels 19 nach oben.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. 7 ist im übrigen genau gleich wie hei Fig. 4.
Fig. 8 stellt eine Ausführung dar, bei der beide auf den starr verbundenen Gestänge- teil 60 wirkenden Aufladedrücke den Steuer schieber 20 der Aufladeschutzvorrichtung über eine gemeinsame Membrane 12 und ge meinsame Feder 13 betätigen. Auf die Auf ladeschutzvorrichtung 11 selbst ist eine Vor steuervorrichtung 40 aufgesetzt, die .dafür sorgt, dass immer der niedrigere Druck auf die Membrane 12 einwirkt.
In der Fig. 8 ist die Stellung der Vorsteuervorrichtung 40 für den Fall eingezeichnet, dass der Druck des an die Leitung 31' angeschlossenen Gebläses grösser ist. Die Wirkungsweise ist dann die folgende: Die durch @die Leitung 31' ein tretende Luft drückt die Membrane 41 mit dem Schieber 42 nach unten. Dadurch wird der Raum 43 über den Schieber 42 mit dem Raum 45 verbunden. Die durch die Leitung 31 eintretende Luft gelangt somit auf die Oberseite der Membrane 12 und drückt die selbe entgegen dem Druck der Feder 13 nach unten.
Dadurch wird auf im vorstehenden beschriebene Weise der Hebel 19 nach unten gedrückt. wodurch die für Fig. 4 beschrie benen Folgen entstehen. Überwiegt hingegen der Rufladedruck in der Leitung 31, so drückt die durch die Leitung 31 eintretende Luft die Membran 41 nach oben. Der Schie ber 42 verbindet dann den Raum 46 mittels ,der axialen Bohrung im Schieber 42 durch die Öfnung 44 mit dem Raum 45.
Beim Übergang des Schiebers 42 von der untern in die obere Endstellung sind für eine gewisse Zeit sowohl der Raum 43 als auch der Raum 46 mit dem Raum 45 verbunden, so dass also die Aufladeschutzvorrichtung wirksam ist, auch wenn die Rufladedrücke ungefähr gleich sind.
Two-line internal combustion engine with call charge. The invention relates to a two-row internal combustion engine with call charging, in which each row is supplied with charging air by at least one separate charging group and consists in that the fuel regulating rods are combined into groups:
t are to which all cylinders which are supplied by a charging group and besides which the opposite cylinders belong to the other row, furthermore, that the individual fuel regulating linkage groups are influenced not only by the speed controller but also by devices which, depending on the charging pressure, are influenced Adjust the stop in such a way that the position of the regulating linkage always corresponds to the lower of the call loading pressures in the two rows of cylinders.
A further embodiment can consist in that the individual regulating rod groups are connected to the regulator via separate elastic members, so that the charge protection device does not have to overcome the entire adjusting force of the regulator. In the case of designs with elastic members of this type, the controller advantageously controls, in a known manner, an element which keeps the power consumed, which loads the internal combustion engine, constant.
It is known to connect opposite cylinders of the two rows to a common charging group when two in-line engines are charged, so. that the load conditions for the two rows of cylinders are always the same even if individual charging groups fail, which makes it possible to cancel out the vibrations that occur at certain speeds, so that these speeds are permissible for continuous operation.
In certain cases it would only be possible to combine cylinders of different rows into a group with the acceptance of serious disadvantages. In certain cases, for example, it may be necessary, taking into account the installation conditions, to run the exhaust lines of two groups as close together as possible from the engine upwards. Or in another case, the high performance demands such a subdivision of the charging groups. that a combination of opposite cylinders is no longer possible either.
However, such arrangements have the disadvantage that the load ratios of opposing cylinders of the two rows are no longer the same, so that the compensation of the vibrations is impossible, which makes it difficult to use the motors for variable speeds.
The invention makes it possible to ensure that the two rows are always the same load compared to each other, even with independent charging groups for two-row engines.
Fig. 1 to 3 show a twelve-cylinder two-row diesel engine with two loading groups in three views, Fig. 4 the associated regulation scheme:
FIG. 5 also shows a twelve-cylinder, two-row diesel engine, but with four charging groups, and FIG. 6 shows the associated regulation scheme: in both examples, fans with exhaust gas turbines are provided for the charging groups; 7 and 8 represent variants for the design of the charge protection devices.
Figures 1 to 3 represent a twelve-cylinder two-row diesel engine 1 with two charging groups. Turbine 2 and Kom pressor 3 and 3 ', is, in each of which a row of cylinders 1 respectively. 1 'is supplied with charging air by at least one special charging group.
The Aufla.delnft is respectively through an inlet 4. 4 'out, respectively from the compressor 3. 3 'compressed, respectively by a turbine 2. 2 'is driven, and respectively through the lines 5. 5 'in the cylinder 1 respectively. 1 'led. The exhaust gases discharged from the Zy alleviate through the lines 9 BEZW. 9 'carried away, drive the exhaust gas turbines, which in turn, the compressors 3 respectively. 3 'drive, whereupon the exhaust gases from the exhaust line 6 respectively. 6 'promoted outdoors. will.
From the line) -5 'branches 31-31' are provided in order to supply the boost pressure to the protective devices 11-11 '(Figure 4). According to Figure 1 are still gears 7 respectively. 7 'to which are verbun with the crankshafts and act on a gear 10 for an electric generator 25 for example. The fuel pump 8 respectively. 8 'can be connected to the housing 35 of the internal combustion engine or to the combustion cylinders 1.
In FIG. 4, the linkage 30-30 'actuated by the controller 50 via the spring member 51 is positively connected to each other for all cylinders. The protective devices 11-11 'are connected by lines 31-31' to the charge air lines 5-5 '(Fig.3). Is in the position shown. the boost pressure is higher than is necessary to maintain the fuel quantity delivered by the fuel pumps 8-8 '.
The through the Leiturig 5 respectively. 5 'in the line 31 transmitted boost pressure presses the membrane 12 against the spring 13 down, whereby the slide 14 comes down and allows the pressure oil coming from the line 15 to access under the piston 16, which thus the. Spring <B> 17 </B> pushes upwards until the piston 16 comes to a stop on the housing. The stop 18 thus releases the linkage 30-30 'so that the controller 50 comes into effect.
If the boost pressure drops, the Mein brave 12 goes up; the spring 13 pulls the lever 19 with it. The slide 14 then initially closes the opening 20 and allows pressure oil to flow out of the space 21 as the rise continues, so that the piston 16 is pressed down by the spring 17. The stop 18 then pulls the fork 22 down and reduces the amount of fuel injected by the pumps 8-8 'accordingly. The protective device 11 'also works in exactly the same way.
Depending on whether the charging pressure in the line 5 or 5 'is lower, the stop 18 or 18' will also go further down, so that the linkage 30-30 'always follows the charging protection device that sets a lower fuel quantity want.
Fig. 4 shows the controller 50, the controller shafts 30-30 'be actuated by a spring member 51. The regulator shafts 30-30 'are adjusted by a lever 32 by actuating the lever 32' via a two-armed lever 33 and being connected to the spring member 51 a related party. Further levers 34-34 ', which act on the fuel pump, are arranged on the regulator shafts 30-30'. In addition to the fuel pumps 8-8 ', the controller 50 also operates the servomotor 23, which, in a known manner, regulates the voltage of the generator 25 so that the load remains constant.
The slide 26 of this servo motor 23 is only in the final position when the controller 50 is in the normal position corresponding to the desired performance. As soon as the load changes, the slide goes out of the final position, as shown in the drawing, and causes an increase or reduction in the excitation of the generator 25. As soon as the excitation has changed so much that the original load is restored, the slide 26 of the servo motor 23 comes back into the final position and the piston 27 is in .der new position.
The spring member 51 has the following effect: As soon as one of the devices 11 or 11 'comes to response, id. H. If the boost pressure is too low, for example if it is less than the amount of fuel just set by the fuel regulator, the fuel pumps are withdrawn from the regulator 50. The latter then only acts on the servomotor 23. The speed is then no longer kept constant by regulating the fuel, but only by regulating the load.
Fig. 5 shows an engine with four charging groups, the supercharging air through inlets 4-4 "'and is compressed by the Ver poets 3-3"'. The exhaust gases discharged from the cylinders 1 are conducted through the lines 9-9 "'and act on the turbines. In order to supply the boost pressure to the protective device 11-11, there are connecting pieces 31-31"'.
In FIG. 6 there is a change compared to FIG. 4 with regard to the number of protective devices 11-11. Since there are four charging groups, four protective devices 11 are necessary. At 11 ″, this protective device, which here acts in a direct manner instead of a servomotor, is shown in section.
The operation of these protective devices is in principle the same as in Figure 4, as far as the group of cylinders is concerned, which includes the cylinder fed in a row by the same charging group ge, and the opposite cylinder. The protective devices 11 and 11 'thus act on the rods 30 and 30' rigidly connected to each other, the devices 11 "and 11" 'on the rods 30 "and 30"' rigidly connected to each other. These two linkage systems are independently connected to the controller 50 via a spring member 51 and 51 ".
When the boost pressure of a group drops, only that linkage part of the action of the regulator 50 that belongs to the cylinder group of the boost group with a malfunction is withdrawn. The fuel pumps connected to the other rod system are then still operated with the amount of fuel set by the controller.
In the embodiment of Fig. 7, the charge protection device has a special membrane 12 BEZW for each charging group. 12 'and spring 13 respectively. 13 ', but a common servo motor 14, 15, 16, 717, 18, 19, 20, 21. Spring and diaphragm act on the lever 19 via the driver 28 respectively. 28 '. The device that is connected to the group with a lower boost pressure (in the example shown, this is the membrane 12), presses the spring 29 together and then brings the right end of the lever 19 upwards.
The mode of operation of the device according to FIG. 7 is otherwise exactly the same as in FIG. 4.
FIG. 8 shows an embodiment in which both charging pressures acting on the rigidly connected linkage part 60 actuate the control slide 20 of the charge protection device via a common membrane 12 and common spring 13. A pre-control device 40 is placed on the charge protection device 11 itself, which ensures that the lower pressure always acts on the membrane 12.
The position of the pilot control device 40 is shown in FIG. 8 for the case that the pressure of the fan connected to the line 31 'is greater. The mode of action is then as follows: The air entering through the line 31 'pushes the membrane 41 with the slide 42 downwards. As a result, the space 43 is connected to the space 45 via the slide 42. The air entering through the line 31 thus reaches the upper side of the diaphragm 12 and presses it downward against the pressure of the spring 13.
As a result, the lever 19 is pressed down in the manner described above. whereby the consequences described for Fig. 4 arise. If, on the other hand, the call boost pressure predominates in line 31, the air entering through line 31 pushes membrane 41 upwards. The slide 42 then connects the space 46 by means of the axial bore in the slide 42 through the opening 44 with the space 45.
During the transition of the slide 42 from the lower to the upper end position, both the space 43 and the space 46 are connected to the space 45 for a certain time, so that the charging protection device is effective even if the charging pressures are approximately the same.