CH624182A5

CH624182A5 -

Info

Publication number: CH624182A5
Application number: CH1299177A
Authority: CH
Inventors: Herbert Dipl Ing Deutschmann
Original assignee: Mtu Friedrichshafen Gmbh
Priority date: 1976-10-26
Filing date: 1977-10-25
Publication date: 1981-07-15
Also published as: GB1574879A; IT1090089B; ES463510A1; DE2648411C2; DE2648411A1; FR2369424B1; JPS5354613A; FR2369424A1; US4191152A

Description

Die Erfindung betrifft eine Dieselbrennkraftmaschine mit mehreren aus Kolben und Zylinder bestehenden Zylindereinheiten, mit niedrigem Verdichtungsverhältnis und mit Abgasturboaufladung, bei welcher Maschine zum Anlassen eine Anzahl der Zylindereinheiten als Motor und eine Anzahl während des Kompressionshubes als Verdichter arbeiten.

Zweck der Erfindung ist es, in den Motorzylindereinheiten trotz des niedrigen Verdichtungsverhältnisses eine für die Zündung des einzuspritzenden Kraftstoffes ausreichend hohe Verdichtung mit entsprechenden Temperaturen zu erzielen.

Es ist eine Mehrzylinder-Einspritzbrennkraftmaschine bekannt geworden (DE-GM 809 779), bei der in der Auspuffleitung jedes der die vorverdichtete Luft erzeugenden Zylinders, in der Ansaugleitung des als Motor wirkenden Zylinders und in einem gemeinsamen Überströmkanal Absperrorgane zum Umleiten der vorverdichteten Luft vorgesehen sind. Diese Absperrorgane müssen für den Querschnitt der Ansaug- bzw. Abgasleitungen ausgelegt sein und sind im normalen Motorbetrieb teilweise den heissen Abgasen ausgesetzt. Damit sind derartige Absperrorgane aufwendig und störanfällig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Aufladung ohne Ein-flussnahme auf die Ansaug- und Abgaskanäle zu ermöglichen, um die vorerwähnten Nachteile zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass jeder Motorzylindereinheit eine Verdichterzylindereinheit zugeordnet ist, deren Kolben gegenüber dem Kolben der Motorzylindereinheit soweit voreilt, dass die Motorzylindereinheit zu Beginn ihres Verdichtungshubes von der Verdichterzylindereinheit aufgeladen werden kann und dass die Zylinder der beiden Zylindereinheiten durch eine von den üblichen Ansaug- und Abgasleitungen getrennte Leitung und über ein erstes, entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine gesteuertes Ventil und über ein zweites, bei Vorhandensein des erforderlichen Aufladedruckes öffnendes Ventil verbunden sind.

Der Vorteil gegenüber der bekannten Ausführung besteht darin, dass die Leitung zwischen den beiden Zylindern mit sehr kleinem Querschnitt ausgeführt werden kann. Dadurch wird der entstehende schädliche Raum zwischen den Zylindern und den Ventilen für die Steuerung der verdichteten Luft ebenfalls klein gehalten und es können entsprechend kleine Ventile zur Anwendung gelangen, die nicht von den Abgasen beaufschlagt werden und dadurch nicht den hohen Abgastemperaturen ausgesetzt sind.

Eine Vereinfachung in der Steuerung kann dadurch erzielt werden, dass das erste Ventil gemeinsam mit der Brennstoffabsperrung bzw. -Zuschaltung für die bei Start- und Teillastbetrieb als Verdichter arbeitenden Zylinder betätigt wird.

Das zweite Ventil kann vorteilhaft als Rückschlagventil ausgebildet sein und dementsprechend vom Druck der verdichteten Luft betätigt werden oder dieses Ventil wird in Abhängigkeit von der Stellung der beiden Kolben von einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine aus betätigt.

Ein günstiges Teillastbetriebsverhalten der Brennkraftmaschine wird dadurch erreicht, dass die Aufteilung in als Motor bzw. als Verdichter arbeitende Zylinder mit entsprechender Brennstoffzufuhr bzw. -Absperrung nicht nur beim Anlassen sondern auch im Teillastbetrieb durchgeführt wird.

Ein unnötiger Leistungsverlust wird dadurch vermieden,

dass in der Leitung zwischen den beiden Zylindereinheiten noch ein drittes Ventil angeordnet ist, das bei dem der Aufladung folgenden Saughub des Kolbens der Verdichterzylindereinheit den Zutritt von Frischluft in den Zylinder der Verdichterzylindereinheit zulässt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die schematische Anordnung der Zylinder einer Viertakt-Dieselbrennkraftmaschine,

Fig. 2 die schematische Anordnung einer Verdichterzylindereinheit mit zugehöriger Motorzylindereinheit.

In Fig. 1 ist schematisch eine Dieselbrennkraftmaschine mit V-förmig in zwei Reihen angeordneten zwölf Zylindern 1 bis 12 dargestellt. Die Zündfolge betrage 1-8-5-10-3-7-6-11-2-9-4—12. Im Beispiel sind die Zylinder 1 bis 6 der ersten Reihe den Motorzylindereinheiten, die Zylinder 7 bis 12 der zweiten Reihe den Verdichterzylindereinheiten zugeordnet. Damit werden jeweils die Zylinder 8 und 5,10 und 3, 7 und 6, 11 und 2, 9 und 4 und 12 und 1 mit Leitungen verbunden. In Fig. 1 ist nur die zwischen Zylinder 8 und Zylinder 5 mit Bezugszeichen 13 dargestellt. Natürlich ist es auch möglich, nur einen Teil der vorhandenen Zylinder in Motor- und Verdichterzylindereinheiten aufzuteilen. Ebenso können bei entsprechender Zündfolge die beiden zusammengehörenden Zylindereinheiten in derselben Reihe angeordnet sein.

In Fig. 2 ist eine Verdichterzylindereinheit 14 mit dem Zylinder 8 und einem Kolben 16 sowie eine Motorzylindereinheit 15 mit dem Zylinder 5 und einem Kolben 17 dargestellt.

2

s

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15

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30

35

40

45

50

55

60

65

3

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Die Lage der zwei Kurbelzapfen 18/19 einer mit 20 angedeuteten Kurbelwelle stimmt für beide Kolben überein. Durch den mit 90° dargestellten V-Winkel 21 der Zylinderanordnung ergibt sich ein Vorauseilen des Kolbens der Verdichterzylindereinheit 14 von ebenfalls 90° Kurbelwellenwinkel gegenüber s dem Kolben der Motorzylindereinheit 15. Der Kolben 16 der Verdichterzylindereinheit steht kurz vor seinem oberen Totpunkt und hat die von ihm vorher angesaugte Luftmenge verdichtet. Der Kolben 17 der Motorzylindereinheit befindet sich kurz nach seinem unteren Totpunkt und damit am Anfang io seines Verdichtungshubes.

Erfindungsgemäss sind die beiden Zylinder 8 und 5 durch eine Leitung 22 verbunden. Der Durchgang dieser Leitung wird gesteuert von einem ersten Ventil 23, das beim Anlassen und bei Teillastbetrieb über eine Steuerleitung 24 gemeinsam is mit einem nicht dargestellten Brennstoffabsperrventil für die Verdichterzylindereinheiten beaufschlagt wird und damit die Leitung 22 öffnet. In der Leitung 22 befindet sich ausserdem ein zweites Ventil 25, das gegen die Kraft einer Feder 26 vom Druck der in dem Zylinder 8 verdichteten Luft geöffnet wird. 20

Mit der Auslegung dieses zweiten Ventils kann der Zeitpunkt der Luftübergabe von Zylinder 8 an Zylinder 5 und die Druckhöhe beim Verdichtungsbeginn in Zylinder 5 bestimmt werden. Dieses Ventil kann auch von einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine aus gesteuert werden. Auch damit ist die Festlegung von Zeitpunkt und Druckhöhe der Aufladung in Abbhängigkeit von Kurbelwinkel und Stellung der Kolben möglich.

In der Leitung 22 kann ausserdem noch ein drittes Ventil 27 angeordnet sein. Dieses Ventil verhindert die Entstehimg eines grösseren Unterdruckes in der Leitung 22, wenn der Kolben 16 bei weiterer Drehung der Kurbelwelle den oberen Totpunkt durchläuft und nach Überstellung seiner verdichteten Luftmenge über Leitung 22 in den Zylinder 5 und nach Schliessung von Ventil 25 einen Saughub ausführt. Dieser Saughub, der anstelle des Arbeitshubes von dem Kolben 16 ausgeführt wird, würde ohne das Ventil 27 bis zum Öffnen des Auslassventiles des Zylinders 8 andauern, im Zylinder einen Unterdruck erzeugen und dadurch einen Leistungsbedarf erfordern.

B

1 Blatt Zeichnungen

Claims

624182 PATENTANSPRÜCHE

1. Dieselbrennkraftmaschine mit mehreren aus Kolben und Zylinder bestehenden Zylindereinheiten, mit niedrigem Verdichtungsverhältnis und mit Abgasturboaufladung, bei welcher Maschine zum Anlassen eine Anzahl der Zylindereinheiten als Motor und eine Anzahl während des Kompressionshubes als Verdichter arbeiten, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Motorzylindereinheit (15) eine Verdichterzylindereinheit (14) zugeordnet ist, deren Kolben (16) gegenüber dem Kolben (17) der Motorzylindereinheit soweit voreilt, dass die Motorzylindereinheit zu Beginn ihres Verdichtungshubes von der Verdichterzylindereinheit aufgeladen werden kann, und dass die Zylinder (8, 5) der beiden Zylindereinheiten durch eine von den üblichen Ansaug- und Abgasleitungen getrennte Leitung (22) und über ein erstes, entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine gesteuertes Ventil (23) und über ein zweites, bei Vorhandensein des erforderlichen Aufladedruckes öffnendes Ventil (25) verbunden sind.

2. Dieselbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventil (25) als Rückschlagventil ausgebildet ist und vom Druck der verdichteten Luft betätigt wird.

3. Dieselbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventil (25) von einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine aus betätigt wird.

4. Dieselbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung (22) zwischen den beiden Zylindereinheiten (14,15) noch ein drittes Ventil (27) angeordnet ist, das bei dem der Aufladung folgenden Saughub des Kolbens (16) der Verdichterzylindereinheit (14) den Zutritt von Frischluft in den Zylinder (8) der Verdichterzylindereinheit zulässt.

5. Verfahren zum Betrieb einer Dieselbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufteilung in als Motor bzw. als Verdichter arbeitende Zylinder mit entsprechender Brennstoffzufuhr bzw. -absperrung nicht nur beim Anlassen, sondern auch im Teillastbetrieb durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (23) gemeinsam mit der Brennstoffabsperrung bzw. -zuschaltung für den bei Start- und Teillastbetrieb als Verdichter arbeitenden Zylinder betätigt wird.