CN202338390U - 内燃机 - Google Patents

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Abstract

内燃机(1)，具有第一涡轮增压器(10)，所述第一涡轮增压器形成内燃机(1)的第一增压级且为了围绕第一转轴(R1)转动具有组装好的叶轮，并且具有第二涡轮增压器(20)，所述第二涡轮增压器与第一涡轮增压器成排连接，使得第二涡轮增压器形成内燃机的第二增压级，且其为了围绕第二转轴(R2)转动具有组装好的叶轮。该内燃机这样设置，使得实现两个涡轮增压器的极其紧凑的且借此场地节省的布置。另外，这通过第一转轴和第二转轴在不同的方向上延伸实现。

Description

内燃机
【技术领域】
本实用新型涉及一种内燃机。 
前述类型的内燃机例如国际内燃机委员会在2010年卑尔根大会上公开的论文编号为82的文献“Design and first application of a2-stage turbocharging system for a medium-speed diesel engine”(用于中等转速的柴油发动机的两级涡轮增压器系统的设计和首次应用)的图14中被描述并且在这里在图1在局部视图中示出。 
图1中示出的内燃机1′构成为V形大型柴油发动机且在其两个气缸列的每个上具有第一涡轮增压器10′，其形成内燃机1′的第一增压级且其为了围绕第一转轴R1′转动具有组装好的叶轮(未示出)，并且具有第二涡轮增压器20′，其与第一涡轮增压器10′成排连接，使得第二涡轮增压器20′形成内燃机1′的第二增压级，且其为了围绕第二转轴R2′转动具有组装好的叶轮(未示出)。 
如图1可见，第一转轴R1′和第二转轴R2′在相同的方向中延伸，也就说彼此平行延伸。 
此外，图1示出通过两个涡轮增压器10′、20′的废气流动路径P1′和增压空气流动路径P2′。按照废气流动路径P1′，内燃机1′的废气首先流入第二涡轮增压器20′的第二废气透平21′中且在那里完成做功，然后经由废气连接管30′流入第一涡轮增压器10′的布置得比第二废气透平21′更高的第一废气透平11′内且在那里完成做功，以及接着经由第一废气透平11′的废气出口12′排出到排气管或排烟烟囱(未示出)中。 
按照增压空气流动路径P2′，经由第一涡轮增压器10′的第一涡轮压缩机15′的增压空气入口16′而吸入的空气在第一涡轮压缩机15′中压缩到低压，然后经由增压空气连接管40′流入第二涡轮增压器20′的布置得比第一涡轮压缩机15′更低的第二涡轮压缩机 25′中，在第二涡轮压缩机25′中压缩到高压且接着输送给内燃机1′的增压空气入口(未示出)用于燃烧。 
在图1中示出的每个气缸列上分别为两级涡轮增压的内燃机1′是有问题的，其与仅一级涡轮增压的内燃机相对比，构造明显更宽和更高，这使得尤其是在带有大量纵侧并排布置的内燃机的多发动机装置中要求在内燃机之间附加的侧面距离且借此要求更大的放置场地。 
此外，通过在图1中示出的两个成排连接的两级增压的涡轮增压器的布置，通常情况下出于场地原因不可能把两个成排连接的涡轮增压器布置在内燃机的为了联结消耗器(Verbraucher)(未示出)而设计的离合侧上。 
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于，提供一种内燃机，其中内燃机具有紧凑的和借此节省场地的、内燃机的两级增压的两个彼此成排连接的涡轮增压器的布置。 
该目的通过如下所述的内燃机实现。本实用新型的改进方案也在后面的技术方案中限定。 
按照本实用新型的第一方面提供一种内燃机，具有第一涡轮增压器，所述第一涡轮增压器形成内燃机的第一增压级且为了围绕第一转轴转动具有组装好的叶轮，并且具有第二涡轮增压器，其与第一涡轮增压器成排连接，使得第二涡轮增压器形成内燃机的第二增压级，且其为了围绕第二转轴转动具有组装好的叶轮。按照本实用新型的内燃机的特征在于，第一转轴和第二转轴在不同的方向中延伸。 
通过第一转轴和第二转轴在不同的方向上的布置，也就说彼此非平行的布置或者有角度的转动，产生了两个涡轮增压器非常紧凑的布置和借此在好的增压空气和废气引导时产生高效的构造空间利用。按照本实用新型获得的增压空气和废气引导再次产生了内燃机的高效率和借此另外降低的燃料消耗。 
第一转轴与第二转轴优选围成70°至110°范围的角度。进一步优选地，第一转轴与第二转轴围成85°至95°范围的角度。再优选地，第一转轴与第二转轴围成90°的角度。 
按照本实用新型的另外的实施例，第一转轴和第二转轴之一平行于内燃机的曲轴的转轴延伸。优选地，第二转轴平行于内燃机的曲轴的转轴延伸，其中第一转轴垂直于内燃机的曲轴的转轴延伸。 
通过两个转轴彼此有角度的布置，实现了整个内燃机的明显更短的构造长度。此外，可以实现了在两个涡轮增压器的各自的废气透平之间的明显更短的废气连接管，降低了热量损失或能量损失且借此提高了效率。 
按照本实用新型实现的两个涡轮增压器的紧凑布置使得用于例如内燃机的飞轮、离合器和驱动装置的结构空间成为可能，借此，(两个涡轮增压器)两级增压模块的增建——与一级增压的内燃机相比结构空间要求没有较大的增加——不仅在内燃机的离合器侧上而且在离合器相反侧上成为可能。此外，通过这样，在多发动机装置中发动机距离相对于一级增压的内燃机也未增大。 
因此，按照本实用新型的实施例，由此第一涡轮增压器和第二涡轮增压器布置在内燃机的为了联结消耗器而设计的离合器侧上。 
按照本实用新型的另外的实施例，第一涡轮增压器具有带有径向的废气入口的第一废气透平，其中第二涡轮增压器具有带有轴向的废气出口的第二废气透平。 
有利地，通过在两个废气透平之间的废气连接的构造，减少了废气连接管的所要求的构造空间和所要求的长度。 
废气连接管的短实施尤其是通过第一废气透平的废气入口和第二废气透平的废气出口的有利的不同的构造和借此废气连接管的可能的专门的线性或直线的运行能够实现。 
按照本实用新型的另外的实施例，第一涡轮增压器具有提供低压的第一涡轮压缩机，其中第二涡轮增压器具有后面连接(nachschalten)第一涡轮压缩机的提供高压的第二涡轮压缩机，且其中第二涡轮压缩机在内燃机的运行位置中比第一涡轮压缩机布置得更高。 
本实用新型的该构造也有利地支持了所要求的构造空间的减少。 
按照本实用新型的另一实施例，内燃机由用于船舶应用(例如大 型商船或巡洋舰上的发电机驱动装置)和/或发电站应用(例如发电厂应用)的大型柴油发动机形成。 
按照本实用新型的第二方面，带有大量内燃机的多发动机装置按照本实用新型之前描述的一个、多个或所有实施例以每种可考虑的组合方式提供，其中至少一些内燃机是纵侧并排地布置的。 
优选地，按照本实用新型的这种多发动机装置在纵侧并排布置的分别两级涡轮增压的内燃机之间与带有仅分别一级涡轮增压的内燃机的可对比的多发动机装置相比不具有或仅具有稍大一些的侧面距离。 
【附图说明】
下面根据优选实施例参考附图详细描述本实用新型。 
图1示出按照现有技术的内燃机的透视的局部视图； 
图2示出按照本实用新型的实施例的内燃机的透视图； 
图3示出图2的内燃机的纵向视图； 
图4示出图2的内燃机的侧视图； 
图5示出图4的内燃机的放大的局部视图。 
【具体实施方式】
下面参考图2至5描述按照本实用新型的实施例的内燃机1。 
内燃机1构造成用于船舶应用(例如大型商船或巡洋舰上的发电机驱动装置)和/或发电站应用(例如发电厂应用)的大型柴油发动机且集成到带有多个这种内燃机1的多发动机装置中(未示出)，其中至少一些内燃机1是纵侧并排地布置的。 
内燃机1具有带有低压驱动的第一废气透平11与提供低压的第一涡轮压缩机15的第一涡轮增压器10和带有高压驱动的第二废气透平21与提供高压的第二涡轮压缩机25的第二涡轮增压器20。 
第一涡轮增压器10形成内燃机1的第一增压级且具有为了围绕第一转轴R1转动未示出的组装好的叶轮(至少一个压缩机叶轮和至少一个涡轮机叶轮)。 
第二涡轮增压器20与第一涡轮增压器10成排连接，使得第二涡 轮增压器20形成内燃机的第二增压级。第二涡轮增压器20具有为了围绕第二转轴R2转动未示出的组装好的叶轮(至少一个压缩机叶轮和至少一个涡轮机叶轮)。 
如最好由图2可见，第一转轴R1和第二转轴R2彼此非平行地在不同的方向上延伸。准确地讲，第一转轴R1与第二转轴R2围成90°的角度，其中第二转轴R2平行于内燃机1的曲轴100的转轴R3延伸，且其中第一转轴R1垂直于内燃机1的曲轴100的转轴R3延伸。 
图3示出内燃机1的离合器相反侧KG的纵向视图。如图可见，第一涡轮增压器10和第二涡轮增压器20布置在内燃机1的离合器相反侧KG上。按照本实用新型，两个涡轮增压器10、20然而也可共同布置在内燃机1的为了联结消耗器(未示出)而设计的离合器侧K上。 
如图2至5可见，第一涡轮增压器10的第一废气透平11具有径向的废气入口13且第二涡轮增压器20的第二废气透平21具有轴向的废气出口22，其中第一废气透平11的废气入口13和第二废气透平21的废气出口22经由相对短的且借此能量损失少的废气连接管30彼此流体相连。 
废气连接管30的短的实施尤其是通过第一废气透平11的废气入口13和第二废气透平21的废气出口22的有利的不同的构造和借此废气连接管30的可能的基本上专门的线性或直线的运行能够实现 
如最好由图3可见，第二涡轮增压器20的第二涡轮压缩机25在内燃机1的垂直的运行位置中比第一涡轮增压器10第一涡轮压缩机15布置得更高。 
最后需要注意的是，按照本实用新型的多发动机装置在纵侧并排布置的分别两级涡轮增压的按照本实用新型的内燃机1之间与带有仅分别一级涡轮增压的内燃机的可对比的多发动机装置相比不具有或仅具有稍大一些的侧面距离。借此，在场地要求基本上一样时，按照本实用新型的多发动机装置或内燃机1能够有利地应用于对存在的一级涡轮增压的多发动机装置的按照本实用新型的两级涡轮增压的升级。 
【参考记号清单】 
1     内燃机(Brennkraftmaschine) 
1′   内燃机(Brennkraftmaschine) 
10    第一涡轮增压器(erster Turbolader) 
10′  第一涡轮增压器(erster Turbolader) 
11    第一废气透平(erste Abgasturbine) 
11′  第一废气透平(erste Abgasturbine) 
12′  废气出口(Abgasausgang) 
13    废气入口(Abgaseingang) 
15    第一涡轮压缩机(erster Turboverdichter) 
15′  第一涡轮压缩机(erster Turboverdichter) 
16′  增压空气入口(Ladelufteingang) 
20    第二涡轮增压器(zweiter Turbolader) 
20′  第二涡轮增压器(zweiter Turbolader) 
21    第二废气透平(zweiter Abgasturbine) 
21′  第二废气透平(zweiter Abgasturbine) 
22    废气出口(Abgasausgang) 
25    第二涡轮压缩机(zweiter Turboverdichter) 
25′  第二涡轮压缩机(zweiter Turboverdichter) 
30    废气连接管(Abgasverbindungsleitung) 
30′  废气连接管(Abgasverbindungsleitung) 
40′  增压空气连接管(Ladeluftverbindungsleitung) 
100   曲轴(Kurbelwelle) 
K     离合器侧(Kupplungsseite) 
KG    离合器相反侧(Kupplungsgegenseite) 
R1    第一转轴(erste Rotationsachse) 
R1′  第一转轴(erste Rotationsachse) 
R2    第二转轴(zweite Rotationsachse) 
R2′  第二转轴(zweite Rotationsachse) 
R3    转轴(Rotationsachse) 
P1′  废气流动路径(Abgasflusspfad) 
P2′  增压空气流动路径(Ladeluftflusspfad) 

Claims (10)

1.内燃机(1)，具有第一涡轮增压器(10)，所述第一涡轮增压器形成内燃机(1)的第一增压级且为了围绕第一转轴(R1)转动具有组装好的叶轮，并且具有第二涡轮增压器(20)，所述第二涡轮增压器与第一涡轮增压器(10)成排连接，使得第二涡轮增压器(20)形成内燃机(1)的第二增压级，且其为了围绕第二转轴(R2)转动具有组装好的叶轮，
其特征在于，第一转轴(R1)和第二转轴(R2)在不同的方向中延伸。
2.按照权利要求1所述的内燃机(1)，其中第一转轴(R1)与第二转轴(R2)围成70°至110°范围的角度。
3.按照权利要求1或2所述的内燃机(1)，其中第一转轴(R1)与第二转轴(R2)围成85°至95°范围的角度。
4.按照权利要求3所述的内燃机(1)，其中第一转轴(R1)与第二转轴(R2)围成90°的角度。
5.按照权利要求1或2所述的内燃机(1)，其中第一转轴(R1)和第二转轴(R2)之一平行于内燃机(1)的曲轴(100)的转轴(R3)延伸。
6.按照权利要求5所述的内燃机(1)，其中第二转轴(R2)平行于内燃机(1)的曲轴(100)的转轴(R3)延伸，且其中第一转轴(R1)垂直于内燃机(1)的曲轴(100)的转轴(R3)延伸。
7.按照权利要求1或2所述的内燃机(1)，其中第一涡轮增压器(10)和第二涡轮增压器(20)布置在内燃机(1)的为了联结消耗器而设计的离合器侧(K)上。
8.按照权利要求1或2所述的内燃机(1)，其中第一涡轮增压器(10)具有带有径向的废气入口(13)的第一废气透平(11)，且其中第二涡轮增压器(20)具有带有轴向的废气出口(22)的第二废气透平(21)。
9.按照权利要求1或2所述的内燃机(1)，其中第一涡轮增压 器(10)具有提供低压的第一涡轮压缩机(15)，其中第二涡轮增压器(20)具有后面连接第一涡轮压缩机(15)的提供高压的第二涡轮压缩机(25)，且其中第二涡轮压缩机(25)在内燃机(1)的运行位置中比第一涡轮压缩机(15)布置更高。
10.按照权利要求1或2所述的内燃机(1)，其中内燃机(1)由大型柴油发动机形成。 
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