CS209470B2

CS209470B2 - Method of regulation of the supercharging air of ignition diesel motor and device sor executing the same

Info

Publication number: CS209470B2
Application number: CS487374A
Authority: CS
Inventors: Bernard Treuil
Original assignee: Semt
Priority date: 1974-07-09
Filing date: 1974-07-09
Publication date: 1981-12-31

Description

Vynález se týká způsobu alespoň občasné úpravy vzduchu, přiváděného — popřípadě předena komprimovaného — do vznětového motoru spalovacího, s vratně se pohybujícími písty a vstřikováním paliva, zejména Dieselová motoru, který je plněn s vysokým přetlakem poměru tlaků při přetlakovém plnění dovolujícím například hodnoty 5 a s nízkým kompresním poměrem, který může mít hodnotu v mezích' 8 až 12, zejména při spouštění a popřípadě také v nízkých zatíženích, obzvláště při volnoběhu motoru, jakož i zařízení pro provádění tohoto způsobu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for at least occasionally treating air supplied - optionally compressed - to a compression-ignition internal combustion engine with reciprocating pistons and fuel injection, in particular a diesel engine which is filled with a high positive pressure ratio overpressure ratio allowing e.g. a compression ratio which may have a value in the range of 8 to 12, in particular at start-up and possibly also at low loads, in particular at engine idling, as well as apparatus for carrying out this method.

Je známo, že lze pro zvýšení výkonu Dieselová motoru s přetlakovým plněním zvýšit tlak přeplňovacího vzduchu, jinak množství spalovacího vzduchu, přiváděného do válců motoru, a současně s tím příslušně zvýšit množství vstřikovaného paliva pro pracovní cyklus motoru. Vzduch pro přeplňování motoru je všeobecně dodáván jedním nebo několika turbodmychadly s výtlakem do sběrného přívodního potrubí motoru, z nichž každé je tvořeno vzduchovým kompresorem, připojeným mechanicky k turbině, poháněné výfukovými plyny vystupujícími ze sběrného výfukového potrubí.It is known that in order to increase the performance of a pressurized diesel engine, the charge air pressure, otherwise the amount of combustion air supplied to the engine cylinders, can be increased, and at the same time the amount of fuel injected for the engine duty cycle accordingly. Engine turbocharging air is generally supplied by one or more turbochargers to the engine manifold, each consisting of an air compressor connected mechanically to a turbine driven by exhaust gases exiting the manifold.

Je výhodné nebo i nezbytné, aby přiváděný oteplený vzduch byl ochlazen alespoň jedním koncovým chladičem, umístěným mezi sběrným přívodním vzduchovým potrubím a posledním kompresorem, za tím účelem, aby se při témže zdvihovém objemu motoru zvýšila hmota vzduchu vstupujícího do válců a současně se udržovala vhodná úroveň teploty během pracovního cyklu motoru.It is advantageous or even necessary that the incoming warmed air is cooled by at least one end cooler located between the intake manifold and the last compressor in order to increase the mass of air entering the cylinders while maintaining the appropriate level at the same engine displacement. temperature during engine duty cycle.

Pro daný kompresní poměr motoru nelze však zvyšovat přeplňovací poměr do nekonečna, ježto by u motorů se značným přeplňováním z toho vyplývaly nadměrné spalovací tlaky, které by nepříznivě namáhaly součásti nebo základní konstrukční prvky motoru. Aby se zabránilo této nesnázi, přešlo se ke snížení kompresního poměru motoru. Avšak zmenšení kompresního objemového poměru motoru pod určitou mezní hodnotu, například rovnou 12, vyvolává nesnáze v tom smyslu, že se znesnadňuje spouštění motoru a chod motoru při nízkých zatíženích, zejména při volnoběhu, ježto teplota přiváděného vzduchu není po předchozí kompresi dostatečně vysoká pro vznícení vstřikovaného· paliva.However, for a given engine compression ratio, the turbocharging ratio cannot be increased indefinitely, since in the case of engines with significant turbocharging this would result in excessive combustion pressures that would adversely affect engine components or essential structural components. To avoid this difficulty, the compression ratio of the engine has been reduced. However, reducing the compression volume ratio of the engine below a certain limit, for example equal to 12, causes difficulties in that it makes it difficult to start the engine and run the engine at low loads, especially at idle, since the supply air temperature is not high enough to ignite · Fuel.

Úkolem vynálezu je návrh způsobu k odstranění uvedených nesnází i při možnosti zvyšování normálního nebo maximálního výkonu při stejném zdvihovém objemu Diese209470 lova motoru s přeplňováním a návrh zařízení k provádění tohoto způsobu.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for eliminating these difficulties, even if it is possible to increase normal or maximum power at the same engine displacement with a turbocharged engine.

Úkol byl vyřešen způsobem úpravy přeplňovacího vzduchu vznětového Dieselová motoru s nízkým kompresním poměrem, zejména při rozběhu a chodu s nízkým zatížením, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že přeplňovací vzduch se řízené ohřívá v nepřímé závislosti na zatížení nebo otáčkách motoru, nebo v přímé závislosti na jeho tlaku, před jeho stlačováním, anebo po něm, načež se takto upravený přeplňovací vzduch vede alespoň do jednoho válce motoru pro podporu hoření vstřikovaného paliva.The problem was solved by a method of treating turbocharged air of a compression-ignition diesel engine having a low compression ratio, in particular during start-up and low-load operation according to the invention, which consists in that the turbocharged air is controlled in indirect control of the load or engine speed; directly depending on its pressure, before or after it is compressed, after which the supercharged air is fed to at least one cylinder of the engine to promote combustion of the injected fuel.

Dále podle vynálezu se přeplňovací vzduch ohřívá řízeným směšováním s podílem horkého komprimovaného vzduchu nebo výfukových plynů nuceně zadržovaných alespoň v jednom válci motoru.Further, according to the invention, the supercharging air is heated by controlled mixing with a proportion of hot compressed air or exhaust gases forcibly retained in at least one engine cylinder.

Rovněž podle vynálezu přeplňovací vzduch se ohřívá řízeným směšováním s horkými spalinami paliva, které se vstřikuje do přeplňovacího vzduchu a v něm hoří před jeho vstupem alespoň do jednoho válce motoru.Also according to the invention, the supercharging air is heated by controlled mixing with the hot flue gas of the fuel, which is injected into the supercharging air and burns therein before it enters at least one engine cylinder.

Podle dalšího význaku vynálezu se přeplňovací vzduch ohřívá stykem s povrchem válců motoru, jehož blok se vyhřívá.According to a further feature of the invention, the charge air is heated by contact with the surface of the cylinders of the engine whose block is heated.

Podle ještě dalšího význaku vynálezu se přeplňovací vzduch ohřívá v ohraničeném prostoru, v němž je umístěn motor, načež se stlačuje a přivádí do motoru.According to yet another feature of the invention, the supercharging air is heated in a confined space in which the engine is located, then compressed and supplied to the engine.

Dalším význakem vynálezu je, že přeplňovací vzduch se ohřívá plynule samočinně v závislosti na okamžitém pracovním režimu motoru.Another feature of the invention is that the supercharging air is heated continuously automatically depending on the instantaneous operating mode of the engine.

K provádění způsobu podle vynálezu bylo navrženo zařízení na úpravu přeplňovacího vzduchu Dieselová motoru s nízkým kompresním poměrem, zejména při rozběru a chodu s nízkým zatížením, jehož podstata spočívá v tom, že vznětový motor je opatřen prostředky pro ohřev přeplňovacího vzduchu, upravenými alespoň před sběrným sacím potrubím motoru, na motoru nebo na výfukových trubkách sběrného výfukového potrubí, nebo před nebo za alespoň jedním soustrojím turbodmychadel, nebo upravenými kolem motoru.In order to carry out the process according to the invention, a supercharging air treatment device for diesel engines having a low compression ratio has been proposed, in particular for disassembly and low load operation, characterized in that the diesel engine is equipped with supercharging air heating means provided at least upstream of the intake manifold. the engine manifold, on the engine, or on the exhaust manifold exhaust pipes, or upstream or downstream of at least one turbocharger set or around the engine.

Dále podle vynálezu prostředky pro ohřev přeplňovacího vzduchu jsou tvořeny koncovým chladičem vzduchu, spojeným přívodním potrubím, prvním trojcestným kohoutem a dalším přívodním potrubím a odtokovým potrubím s ohřívacím zdrojem.Further, according to the invention, the charge air heating means comprises an end air cooler, a connected inlet pipe, a first three-way cock and a further inlet pipe and an outlet pipe with a heating source.

Rovněž podle vynálezu prostředky pro ohřev přeplňovacího vzduchu jsou tvořeny palivovým hořákem, spojeným se sběrným sacím potrubím vznětového motoru, alespoň před jedním jeho válcem.Also according to the invention, the charge air heating means comprises a fuel burner connected to the intake manifold of the diesel engine at least one of its cylinders.

Podle dalšího význaku vynálezu prostředky prc ohřev přeplňovacího vzduchu jsou tvořeny chladícím pláštěm bloku válců vznětového motoru, spojeným vstupním potrubím, třetím trojcestným kohoutem, druhým přívodním potrubím a výstupním potrubím a čtvrtým trojcestným kohoutem a druhým zpětným potrubím s druhým ohřívacím zdrojem.According to a further feature of the invention, the charge air heating means comprises a cooling shell of a cylinder block of a diesel engine, a connected inlet line, a third three-way valve, a second inlet and outlet line, and a fourth three-way valve and a second return line with a second heating source.

Podle ještě dalšího význaku vynálezu prostředky pro ohřev přeplňovacího vzduchu jsou tvořeny škrticím prvkem plynného obsahu alespoň jednoho válce vznětového motoru, upraveným alespoň na jeho jedné výfukové trubce.According to yet another feature of the invention, the charge air heating means is constituted by a throttle element of the gaseous content of at least one cylinder of the diesel engine provided on at least one exhaust pipe thereof.

Dalším význakem vynálezu je, že prostředky pro ohřev přeplňovacího vzduchu jsou tvořeny škrticím prvkem plynného obsahu alespoň jednoho válce motoru, upraveným na sběrném výfukovém potrubí alespoň za jeho jedním válcem, před vstupním hrdlem soustrojí vysokotlakého turbodmychadla.A further feature of the invention is that the charge air heating means comprises a throttle element of the gaseous content of at least one engine cylinder arranged on the exhaust manifold at least downstream of the cylinder, upstream of the inlet throat of the high pressure turbocharger assembly.

Ještě dalším význakem vynálezu je, že prostředky pro ohřev přeplňovacího vzduchu jsou tvořeny škrticím prvkem plynného obsahu alespoň jednoho válce vznětového motoru, upraveným na spojovacím potrubí mezi výstupním hrdlem soustrojí vysokotlakého turbodmychadla a vstupním hrdlem soustrojí nízkotlakého turbodmychadla.Yet another feature of the invention is that the charge air heating means is constituted by a throttle element of the gaseous content of at least one cylinder of a diesel engine provided on the connecting pipe between the outlet port of the high pressure turbocharger assembly and the inlet port of the low pressure turbocharger assembly.

Dále podle vynálezu prostředky pro ohřev přeplňovacího vzduchu jsou tvořeny škrticím prvkem plynného obsahu alespoň jednoho válce motoru, upraveným za výstupním hrdlem soustrojí nízkotlakého turbodmychadla před jeho výfukovým komínem.Further, according to the invention, the charge air heating means is constituted by a throttle element of the gaseous content of at least one engine cylinder arranged downstream of the outlet port of the low pressure turbocharger assembly in front of its exhaust stack.

Ještě dále podle vynálezu škrticí prvek je tvořen ventilem, šoupátkem nebo posuvným šoupátkem nebo posuvným šoupátkem.Still further according to the invention, the throttle element is formed by a valve, slide or sliding slide or sliding slide.

Konečně podle vynálezu prostředek pro ohřev přeplňovacího vzduchu je tvořen pláštěm uspořádaným a obklopujícím alespoň motor a jeho soustrojí turbodmychadel.Finally, according to the invention, the charge air heating means is formed by a housing arranged and surrounding at least the engine and its turbocharger assemblies.

Způsobu podle vynálezu a zařízení k jeho provádění ve všech alternativách lze použít bud individuálně, nebo nezávisle jedné na druhé, nebo v různých možných kombinacích. Podle vynálezu je ohřívání přeplňovacího vzduchu řízeno samočinně režimem chodu motoru tak, aby se teplota přeplňovacího vzduchu měnila přibližně plynule v nepřímé závislosti na okamžitém zatížení nebo otáčkách motoru a popřípadě v přímé závislosti na tlaku tohoto vzduchu. Při použití vynálezu se jeví výhodná samočinná regulace, udržování vzduchu přiváděného do válců motoru na teplotě, která se pohybuje mezi minimální teplotou zajišťující ještě vznícení vstřikovaného paliva na konci kompresního zdvihu motoru, pracuje-11 motor se sníženým výkonem, a maximální teplotou zajišťující obvyklé plnění vzduchem, pracuje-li motor na plný výkon nebo se zatížením s maximálním přeplňovacím tlakem.The method of the invention and the apparatus for carrying it out in all alternatives can be used either individually or independently of one another or in various possible combinations. According to the invention, the heating of the charge air is controlled automatically by the engine running mode so that the temperature of the charge air varies approximately continuously in dependence on the instantaneous load or speed of the engine and optionally directly on the pressure of the air. By using the invention, it seems advantageous to automatically control the air supplied to the engine cylinders at a temperature that is between the minimum temperature to still ignite the injected fuel at the end of the engine compression stroke, the engine at reduced power, and the maximum temperature to provide conventional air charging. , when the engine is running at full power or under load at maximum charge pressure.

V důsledku uvedených technických výhod a jednoduchosti konstrukce představuje vynález důležitý pokrok oproti známému stavu techniky a jeho vytvoření i způsob výroby je ekonomický. Mimoto je krajně účinný a přináší zvýšenou bezpečnost provozu a vysokou bezporuchovost.Because of these technical advantages and simplicity of construction, the invention represents an important advance over the prior art, and its construction and production method are economical. In addition, it is extremely efficient and provides increased operational safety and high reliability.

Vynález, jeho znaky a výhody budou dá209470 le popsány ve vztahu k připojeným výkresům, na nichž značí:The invention, its features and advantages will be described in relation to the accompanying drawings, in which:

obr. 1 půdorys vznětového Dieselová motoru s přeplňováním s alternativami provedení podle vynálezu, obr. 2 půdorysný pohled jako· na obr. 1 s obměněným ústrojím pro snížení průtočného množství výfukových plynů, upraveným na různých místech proudění výfukových plynů vznětového motoru.Fig. 1 is a plan view of a diesel turbocharged diesel engine with alternatives to the embodiment of the invention; Fig. 2 is a plan view as in Fig. 1 with a modified exhaust flow reduction device provided at various points in the exhaust gas flow of the diesel engine.

Na příkladu provedení znázorněném na obr. 1 je znázorněn vznětový Dieselův motor 1 s několika válci 2, uspořádanými například v řadě, které však mohou být sestaveny v jakémkoliv uspořádání, například ve dvou řadách do V nebo jinak. Tento vznětový motor 1 má alespoň jedno sběrné sací potrubí 3, připojené k jednotlivým válcům příslušnými sacími trubkami 4, a alespoň jedno sběrné výfukové potrubí 5, připojené k jednotlivým válcům 2 příslušnými výfukovými trubkami 6. Vznětový motor 1 má nízký kompresní poměr, nižší než 12, například 8,5, a je plněn obzvláště vysokým tlakem s přeplňovacím poměrem například rovným nebo vyšším než 4, jedním nebo několika, například dvěma turbodmychadly, a to soustrojím vysokotlakého turbodmychadla 7 a nízkotlakého turbodmychadla 8. Soustrojí turbodmychadel 7, 8 sestává z turbodmychadel 7a, 8a, poháněných turbinami 7b, 8b na výfukové plyny. Vstupní hrdlo 9 vysokotlaké turbiny 7b na výfukové plyny je připojeno k výstupnímu konci sběrného výfukového potrubí 5 a její výstupní hrdlo 10 je spojeno spojovacím potrubím 11 s výstupním hrdlem 12 nízkotlaké turbiny 8b na výfukové plyny, jejíž výstupní hrdlo 13 ústí do okolní atmosféry, například výfukovým komínem 14. Nízkotlaké turbodmychadlo 8a nasává vzduch z atmosféry vstupním hrdlem 15, stlačuje jej a vytlačuje výstupnim nrdlem 16, spojovacím potrubím 19 do vstupního hrdla mezilehlého chladiče 17 vzduchu, jimž jej protlačuje k jeho výstupnímu hrdlu a z něho spojovacím potrubím 20 do vstupního hrdla 18 vysokotlakého turbodmychadla 7a.The exemplary embodiment shown in FIG. 1 shows a diesel Diesel engine 1 with several cylinders 2 arranged, for example, in a row, but which can be assembled in any arrangement, for example in two rows in V or otherwise. This diesel engine 1 has at least one intake manifold 3 connected to individual cylinders by respective intake pipes 4, and at least one exhaust manifold 5 connected to individual cylinders 2 by respective exhaust pipes 6. The diesel engine 1 has a low compression ratio of less than 12. 8.5, for example, and is charged with a particularly high pressure with a turbocharging ratio of, for example, equal to or greater than 4, one or more, for example two turbochargers, by a high pressure turbocharger 7 and a low pressure turbocharger 8. 8a, driven by exhaust gas turbines 7b, 8b. The inlet orifice 9 of the high-pressure exhaust gas turbine 7b is connected to the outlet end of the exhaust manifold 5 and its outlet orifice 10 is connected via a connecting line 11 to the outlet orifice 12 of the low pressure exhaust gas turbine 8b. The low-pressure turbocharger 8a sucks air from the atmosphere through the inlet throat 15, compresses it and forces it through the outlet nipple 16 through the connecting line 19 into the inlet throat of the intermediate air cooler 17 and pushes it to its outlet throat. turbochargers 7a.

Výstupní hrdlo 21 vzduchu vysokotlakého turbodmychadla 7a je spojeno výstupním potrubím 22 se vstupním hrdlem koncového chladiče 23 vzduchu, jehož výstupní hrdlo je připojeno k vstupnímu hrdlu sběrného sacího potrubí 3. Každý z obou chladičů, mezilehlý chladič vzduchu 17 a koncový chladič vzduchu 23, jsou konstruovány jako· výměníky tepla, protékané nucené proudem chladicího prostředí, například kapaliny. Vymezená cesta chladicí kapaliny v každém z obou chladičů 17, 23 je provedena trubkami ve tvaru hada nebo svazku trubek, které jsou připojeny v sérii ke zdroji ochlazování chladicí kapaliny, například vody. Tento zdroj ochlazování může být proveden buď jako radiátor s ventilátorem, nebo jako nádržka, nebo jako rozvodná sít místního vodovodního potrubí nebo její úsek, s proudem studené vody vytlačované nebo přiváděné pod tlakem čerpadlem, nebo samospádem. V posledním případě může být i oteplené vody, vystupující z každého chladiče 17, 23 vzduchu, znovu použito tak, že je vracena do zdroje ochlazování, například do nádrže nebo vypouštěna jako odpadní. Vstupní hrdlo 24 chladicí kapaliny a výstupní hrdlo 25 chladicí kapaliny jsou tudíž z mezilehlého· vzduchového chladiče 17 spojena v sérii přívodním potrubím 26 a odtokovým potrubím 27 s chladicím zdrojem 28. Stejně tak vstupní hrdlo a výstupní hrdlo 30 chladicí kapaliny koncového chladiče 23 vzduchu jsou spojena v sérii přívodním potrubím 31, 3la a odtokovým potrubím 32, 32a s chladicím zdrojem 33.The outlet port 21 of the high pressure turbocharger 7a is connected via the outlet line 22 to the inlet port of the end air cooler 23, the outlet port of which is connected to the inlet port of the intake manifold 3. Each of the two coolers, the intermediate air cooler 17 and the end air cooler 23 are designed as heat exchangers flowing through a forced flow of cooling medium, for example a liquid. The delimited coolant path in each of the two coolers 17, 23 is through snake or tube bundle tubes that are connected in series to a coolant source such as water. This cooling source may be provided either as a radiator with a fan, or as a reservoir, or as a local water pipe network or a section thereof, with a cold water flow extruded or pressurized by a pump, or by gravity. In the latter case, the warmed water exiting from each air cooler 17, 23 can also be reused by returning it to a cooling source, for example a tank or discharged as waste. Thus, the coolant inlet port 24 and coolant outlet port 25 are connected from the intermediate air cooler 17 in series via inlet duct 26 and outlet line 27 to a cooling source 28. Likewise, the inlet port and coolant outlet port 30 of the air cooler 23 are connected. in series inlet line 31, 31a and outlet line 32, 32a with a cooling source 33.

Způsob úpravy přeplňovacího vzduchu podle prvního provedení vynálezu pro ohřívání přeplňovacího vzduchu přiváděného do sběrného sacího potrubí 3 při spouštění vznětového motoru 1 nebo při jeho· Chodu s nízkým zatížením, nebo při snížených otáčkách spočívá v ohřívání přeplňovacího vzduchu při jeho průtoku koncovým chladičem 23 vzduchu, místo jeho ochlazení. Za tím účelem se zamění vstup studené kapaliny do koncového chladiče 23 vzduchu za přívod teplého· prostředí, například teplé vody tak, aby koncový chladič 23 vzduchu byl změněn na ohřívák vzduchu. Za tím účelem mají příslušná potrubí, přívodní potrubí 31 a odtokové potrubí 32, upravená po jednom trojcestném kohoutu 34, 35, od nichž odbočují jednak k chladicímu zdroji 33 přívodní potrubí 31a a odtokové potrubí 32a, jednak k prvnímu ohřívacímu zdroji 36 potrubí přívodní 31b a odtokové 32b. Tento první ohřívací zdroj 36 může být například vytvořen buď jako kotel na teplou vodu, nebo jako parní kotel, nebo· jako místní rozvodná síť, nebo její úsek teplé vody, která je přiváděna pod přetlakem, například čerpadlem. Současným ovládáním s trojcestnými kohouty 34, 35 v příslušných smyslech, buď ručně, nebo servomotorem s dálkovým ovládáním, lze přepnout libovolně hrdla 29, koncového· chladiče 23 vzduchu postupně nebo střídavě v sérii, bud na chladicí zdroj 33, například zdroj studené vody pro chlazení přeplňovacího vzduchu při normálním zatížení motoru, nebo na první ohřívací zdroj 38, například zdroj teplé vody pro ohřívání přeplňovacího vzduchu před spouštěním nebo při spouštění motoru, nebo také během jeho Chodu s nízkým zatížením nebo s nízkými otáčkami. V případě, kdy je chladicí zdroj 33 proveden například jako radiátor s ventilátorem, může být systém trojcestných kohoutů 34, 35 popřípadě zapojen tak, že může přepnout první ohřívací zdroj 36 teplé vody v sérii na hrdla 29, 30 koncového chladiče 23 vzduchu, bez jeho odpojení nebo izolování od chladicího zdroje 33, který by zůstával také trvale za209470 pojen v sérii v chladicím obvodu a byl stále připojen k příslušným potrubím na vstupní hrdlo 29 a výstupní hrdlo 30 koncového chladiče 23 vzduchu.A method for treating supercharging air according to the first embodiment of the invention for heating supercharging air supplied to the intake manifold 3 when starting or running at low load or at reduced speed, by supercharging the air at flow through the end air cooler 23 instead of his cooling. To this end, the inlet of the cold liquid into the end air cooler 23 is replaced by a supply of warm environment, for example hot water, so that the end air cooler 23 is turned into an air heater. To this end, the respective ducts, the inlet ducts 31 and the outlet ducts 32 have a three-way tap 34, 35, from which on the one hand the inlet ducts 31a and the outlet ducts 32a turn to the cooling source 33 and on the other. outflow 32b. For example, the first heating source 36 may be formed as either a hot water boiler or a steam boiler, or as a local distribution network, or a hot water section thereof, which is supplied under positive pressure, for example by a pump. By simultaneously controlling the three-way taps 34, 35 in the respective senses, either manually or by a remote-controlled servomotor, the throats 29, the end air cooler 23 can be switched sequentially or alternately in series, either to a cooling source 33, e.g. charge air at normal engine load, or at a first heating source 38, for example, a hot water source to heat charge air before or during starting the engine, or also during its operation at low load or low speed. In the case where the cooling source 33 is designed as a radiator with a fan, for example, the three-way valve system 34, 35 may be connected so that it can switch the first hot water heating source 36 in series to the throat 29, 30 disconnecting or isolating from the cooling source 33, which would also remain permanently connected in series in the cooling circuit and still connected to the respective conduits at the inlet throat 29 and the outlet throat 30 of the end air cooler 23.

jiný způsob ohřívání přeplňovacího vzduchu, zejména při spouštění motoru spočívá v použití palivového hořáku 37, umístěného na sběrném, sacím potrubí 3 nebo v jeho bezprostřední blízkosti tak, aby jeho teplé spaliny byly vháněny přímo do sběrného sacího potrubí 3 a tam se mísily s přeplňovacím vzduchem a tím jej ohřály.another method of heating the supercharged air, particularly when starting the engine, is to use a fuel burner 37 located on or near the manifold 3 so that its hot flue gas is blown directly into the intake manifold 3 and mixed there with the supercharged air and warmed him up.

Blok 2‘ válců vznětového motoru 1 má známý chladicí obvod, obvykle kupříkladu vodní, jehož vstupní potrubí 38 a výstupní potrubí 39 jsou připojena v sérii k vnějšímu chladicímu zdroji 411 přívodním potrubím 41 a zpětným potrubím 42. Chladicí zdroj 40 může být vytvořen například jako výměník tepla ve tvaru radiátoru s ventilátorem nebo jako nádrž se studenou vodou, nebo také jako místní rozvodná síť nebo její úsek, proudící studené vody, přiváděné nebo dodávané pod přetlakem čerpadlem nebo samospádem, do přívodního potrubí 41. Oteplená voda z výstupního potrubí 39 může být buď znovu použita a vedena zpět do chladicího zdroje 40, nebo odváděna zpětným potrubím 42 jako odpadní. Aby se přeplňovací vzduch dodávaný do válců vznětového motoru 1 ohřál, není-li motor 1 v chodu, před jeho spuštěním, je podle vynálezu navrhována další alternativa průtoku teplé kapaliny chladicím obvodem motoru 1, místo obvyklého proudění chladicí vody tímto obvodem, pro ohřátí válců 2 a tím i do nich vnikajícího přeplňovacího vzduchu. Za tím účelem mohou být potrubí 38, 39 připojena k přívodnímu potrubí 41 a zpětnému potrubí 42, přes další dva trojcestné kohouty 43, 44, které jsou dále spojeny v sérii s potrubími 45, 46 druhým ohřívacím zdrojem 47 kapaliny, kterou může být například teplá voda nebo plynné prostředí, například vodní pára. V prvém případě může být druhým ohřívacím zdrojem 47 tepla kotel na teplou vodu a v druhém případě parní kotel. Chladicí zdroj 40 a druhý ohřívací zdroj 47 jsou v popsaném příkladu připojeny ke dvěma trojcestným kohoutům 43, 44. Současným ovládáním kohouty 43, 44 ve vhodném smyslu buď ručně, nebo dálkově ovládanými servomotory, lze libovolně přepojit v sérii chladicí obvod bloku válců 2' postupně nebo střídavě bud na chladicí zdroj 40 chladicí vody vznětového motoru 1, pro chlazení válců 2 při normálním provozu, nebo na druhý ohřívací zdroj 47 chladicího prostředí pro ohřátí vznětového motoru 1 před jeho spuštěním. V případě, že chladicí zdroj 40 je vytvořen chladicím radiátorem, s ventilátorem, jsou trojcestné kohouty 43, 44, zapojeny tak, aby bylo lze spojit druhý ohřívací zdroj 47 chladicího prostředí v sérii s chladicím obvodem vznětového motoru 1, bez oddělení nebo odpojení od chladicího zdroje 40, který by zůstával stále zapojen v sérii v chladicím obvodu, tj. stále připojen k vstupnímu potrubí 38 a výstupnímu potrubí 39.The cylinder block 2 'of the diesel engine 1 has a known cooling circuit, usually a water circuit, whose inlet pipe 38 and outlet pipe 39 are connected in series to the external cooling source 411 via inlet pipe 41 and return pipe 42. The cooling source 40 may be of heat in the form of a radiator with a fan or as a cold water tank, or also as a local distribution network or a section thereof, flowing cold water supplied or supplied under positive pressure by a pump or gravity to the inlet pipe 41. reused and recycled to the cooling source 40, or discharged via return line 42 as waste. In order to heat the turbocharged air supplied to the cylinders of the diesel engine 1 when the engine 1 is not running before it is started, according to the invention, another alternative of hot liquid flow through the cooling circuit of the engine 1 is proposed instead of the usual cooling water flow therethrough. and thereby the supercharging air entering them. For this purpose, the pipes 38, 39 can be connected to the supply line 41 and the return line 42 via two further three-way taps 43, 44 which are further connected in series with the pipes 45, 46 to a second liquid heating source 47 which may be e.g. water or a gaseous medium such as water vapor. In the first case, the second heat source 47 may be a hot water boiler and in the second case a steam boiler. In the described example, the cooling source 40 and the second heating source 47 are connected to two three-way taps 43, 44. By simultaneously actuating the taps 43, 44 in the appropriate sense either manually or by remote-controlled servomotors, the cooling circuit of the cylinder block 2 ' or alternately, either to the cooling water source 40 of the diesel engine 1, to cool the cylinders 2 in normal operation, or to a second cooling source heater 47 for heating the diesel engine 1 before starting it. In the case that the cooling source 40 is formed by a cooling radiator, with a fan, the three-way taps 43, 44 are connected so as to connect the second cooling source 47 in series with the cooling circuit of the diesel engine 1 without detaching or disconnecting from the cooling a source 40 that would still be connected in series in the cooling circuit, i.e. still connected to the inlet pipe 38 and the outlet pipe 39.

jiná další alternativa podle vynálezu pro občasné ohřívání přeplňovacího vzduchu při spuštění vznětového motoru 1 nebo při jeho chodu s nízkým zatížením spočívá v umělém bránění proudění výfukových plynů nebo voleném snižování průtočného množství těchto plynů tak, že se občas vloží překážka nebo prvek vyvozující tlakovou ztrátu za výstupním hrdlem 20 vysokotlaké turbiny 7b na výfukové plyny. Tento prvek prp snižování průtočného množství výfukovýCji plynů může být proveden jako prvek redukující volný průtočný průřez potrubí, umístěný nebo vložený občas do spojovacího potrubí 11 výstupního hrdla 10 vysokotlaké turbiny 7b pro výfukové plyny. Tento redukční nebo škrticí prvek může být vytvořen běžným ventilem, samočinným ventilem, hradítkem anebo otočnou klapkou 48, umístěnými ve spojovacím potrubí 11, nebo také jako pohyblivé šoupátko se clonou, která má kalibrovaný otvor, a podobně. Účelem těchto překážek je vyvolávat nedokonalé vyprázdnění válců 2 vznětových motorů tak, že v nich zůstává zbytek spalin, tj. výfukových plynů, který ohřívá přeplňóvací vzduch vstupující do válců 2. Jakmile se vznětový motor 1 rozběhne, toto částečné přiškrcení výfukových plynů se odpojí, například natočením otočné klapky 48 do plně otevřené polohy nebo úplným vysunutím posuvného šoupátka 49 s clonou jako škrticího prvku. /another alternative according to the invention for occasionally heating the charge air when starting or running a low-pressure diesel engine consists in artificially obstructing the flow of exhaust gases or optionally reducing the flow rate of such gases by occasionally inserting an obstruction or pressure drop element behind the outlet the orifice 20 of the high-pressure exhaust gas turbine 7b. This element for reducing the flow rate of exhaust gases may be embodied as a free flow cross section reducing element located or inserted occasionally into the connecting pipe 11 of the outlet neck 10 of the high-pressure turbine 7b for exhaust gases. This reducing or throttling element may be formed by a conventional valve, an automatic valve, a damper or a rotary flap 48 located in the connecting duct 11, or also as a movable slide with an orifice having a calibrated bore and the like. The purpose of these obstacles is to cause imperfect emptying of the cylinders 2 of the diesel engines, leaving the remainder of the exhaust gas, ie the exhaust gases, that heats the supercharging air entering the cylinders 2. As soon as the diesel engine 1 starts, this partial throttle is disconnected, by rotating the flap 48 to the fully open position or by fully extending the slide valve 49 with the orifice plate as a throttle element. /

Otočná klapka 48 nebo posuvné šoupátko 49 s clonou může být umístěno bud za vysokotlakou turbinou 7b na výfukové plyný, nebo v kterémkoliv místě spojovacího potrubí 11, nebo také za nízkotlakou turbinou 8b na výfukové plyny na výstupním hrdle 13.The rotary flap 48 or orifice slider 49 may be located either downstream of the exhaust gas turbine 7b, or at any point in the manifold 11, or also downstream of the exhaust gas turbine 8b at the outlet throat 13.

Podle jiných alternativ provedení uvedených na obr. 2 je škrticí prvek 51 pro volenou regulaci průtočného množství výfukových plynů, který může být vytvořen například bud jako otočná klapka 48, znázorněná na obr. 1, nebo jako posuvné šoupátko 49 s clonou, popřípadě vložen podle jiné alternativy možného provedení do zadního konce sběrného výfukového potrubí 5 motoru 1, kde je škrticí prvek 51 znázorněn schematicky čárkovaným obdélníkem (Obr. 2)· 1'According to other alternatives of the embodiment shown in FIG. 2, the throttle element 51 for selectively controlling the flow rate of the exhaust gas, which may be formed, for example, either as a rotary flap 48 shown in FIG. alternatives of a possible embodiment to the rear end of the exhaust manifold 5 of the engine 1, where the throttle element 51 is shown schematically by a dashed rectangle (Fig. 2) · 1 '

Podle jiného provedení může být škrticí prvek 51 vložen do jednoho, výhodně mezilehlého místa všech výfukových trubek. 6, spojených s příslušnými válci 2, jak znázorněno schematicky na obr. 2 čárkovanými obdélníky.According to another embodiment, the throttle element 51 may be inserted into one, preferably intermediate, location of all exhaust pipes. 6, connected to the respective rollers 2, as shown schematically in FIG. 2 by dashed rectangles.

Podle dalšího možného provedení může být škrticí prvek 51 proveden tak, že je umístěn ve výstupním hrdle 13 nebo proti výfukovému komínu 14 z nízkotlaké turbi209470 ny 8b na výfukové plyny pro pohon nízkotlakého turbodmychadla 8a pro přeplňování, nebo také zapojen v sérii mezi obě turbiny 7a, 8a na výfukové plyny v spojovacím potrubí 11, spojujícím výstupní hrdlo 10 z vysokotlaké turbiny 7b na výfukové plyny pro pohon vysokotlakého turbodmychadla 7a prvního soustrojí turbodmychadla 7 pro přeplňování a vstupním hrdlem 12 druhé nízkotlaké turbiny 8b na výfukové plyny, jak jé znázorněno vyčárkovanými obdélníky na obr. 2.According to another possible embodiment, the throttle element 51 may be configured to be located in the outlet throat 13 or against the exhaust stack 14 of the low pressure turbo209470 ny 8b for exhaust gas to drive the low pressure turbocharger 8a for supercharging, or also connected in series between the two turbines 7a, 8a to the exhaust manifold 11 connecting the exhaust port 10 of the high-pressure turbo 7b to drive the high-pressure turbocharger 7a of the first turbocharger 7 and the inlet port 12 of the second low-pressure exhaust turbine 8b, as shown by the dotted rectangles in FIG. 2.

Konečně ještě jiná obměna způsobu podle vynálezu občasného ohřátí přeplňovacího vzduchu vznětového motoru 1 při rozběhu nebo při provozu s nízkým zatížením spočívá podle obr. 1 v tom, že vznětový motor 1 je obklopen těsným uzavřeným pláštěm 50, jehož vnitřní prostor je vyhříván prostředky pro ohřívání (neznázorněno) a vzduch v něm uzavřený omývá vznětový motor 1, který je ohříván přestupem tepla z obklopujícího teplého prostředí, zejména před spuštěním; později po rozběhu lze ohřívání zastavit.Finally, another variation of the method of the invention occasionally heating the turbocharged air of the diesel engine 1 during start-up or low-load operation, according to FIG. 1, is that the diesel engine 1 is surrounded by a sealed closed housing 50 whose interior space is heated by heating means. (not shown) and the air enclosed therein washes the diesel engine 1, which is heated by the transfer of heat from the surrounding warm environment, especially before starting; the heating can be stopped later after start-up.

Těchto rozličných prostředků pro občasné ohřívání lze použít buď jednotlivě tak, že se použije pouze jednoho prostředku na vznětovém motoru 1, nebo v libovolných možných kombinacích alespoň určitých nebo nětkerých z těchto prostředků současně. Regulační přístroje nebo automatická ovládací ústrojí mohou také být připojena tak, aby ovládala individuálně každý nebo alespoň některé z těchto ústrojí, aby je udržovala alespoň částečně v činnosti tím, že řídí nebo mění jejich činnost v závislosti na stávajících podmínkách nebo okamžitém provozu motoru.These different intermittent heating means can be used either individually, using only one means on the diesel engine 1, or in any possible combinations of at least some or some of these means at the same time. The control devices or automatic control devices may also be connected to operate individually each or at least some of these devices to maintain them at least in part by controlling or changing their operation depending on existing conditions or the instantaneous operation of the engine.

Místo použití většího počtu (například dvou] turbodmychadel pro přeplňování v sérii jako v popsaném příkladu, lze použít pouze jednoho turbodmychadla, s větším počtem kompresních stupňů.Instead of using a plurality of (e.g., two) turbochargers in series as in the described example, only one turbocharger may be used, with a plurality of compression stages.

Při rozběhu může být vznětový motor 1 spouštěn například pnueumatickým nebo elektrickým spouštěčem.During start-up, the diesel engine 1 can be started, for example, by a pneumatic or electric starter.

Claims

1. A method for treating turbocharged diesel engines with a low compression ratio, in particular during start-up and low-load operation, characterized in that the turbocharged air is heated in a controlled manner depending on the load or speed of the engine or directly on its pressure before by compressing the compressed air or thereafter, the supercharged air is then fed to at least one engine cylinder to promote combustion of the injected fuel.

Method according to claim 1, characterized in that the supercharging air is heated by controlled mixing with a proportion of hot compressed air or exhaust gases forced to be retained in at least one engine cylinder.

3. The method of claim 1, wherein the supercharging air is heated by controlled mixing with the hot flue gas of the fuel, which is injected into the supercharging air and burns therein before it enters at least one engine cylinder.

4. The method of claim 1, wherein the charge air is heated by contact with the surface of the cylinders of the engine whose block is heated.

5. The method of claim 1, wherein the supercharging air is heated in a confined space in which the engine is located, then compressed and supplied to the engine.

6. A method according to claims 1 to 5, characterized in that the charge air is heated continuously automatically depending on the instantaneous operating mode of the engine.

7. Turbocharger air treatment apparatus The low komynAlex diesel engine of the exact ratio, in particular during start-up and low-load operation, according to the method of claim 1, characterized in that the diesel engine (1) is equipped with turbocharger air heating means provided at least prior to the collector. the intake manifold (3) of the engine (1j), on the engine (1j or on the exhaust pipes (6) of the exhaust manifold (5), or before or after at least one turbocharger (7a, 8a) or set around the engine (lj.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the means for heating the charge air are constituted by an end air cooler (23), connected by a supply line (31) by a first three-way cock (34) and by a further supply line (31b) with a drain line (32). a second three-way valve (35) and another drain line (32b) with a first heating source (36).

Apparatus according to claim 7, characterized in that the means for heating the supercharged air are formed by a fuel burner (37) connected to the manifold (3) of the diesel engine (1) at least one of its cylinders (2).

Apparatus according to claim 7, characterized in that the means for heating the supercharged air comprises a cooling jacket (2 ') of the cylinder block (2) of the diesel engine (1) connected by an inlet pipe (38), a third three-way cock (43). an inlet pipe (45) and an outlet pipe (39), a fourth three-way valve (44) and a second return pipe (46) with a second heating source (47).

Apparatus according to claim 7, characterized in that the means for heating the supercharged air are constituted by a throttle element (51) of the gaseous content of at least one cylinder (2j) of the diesel engine (1) provided on at least one exhaust pipe (6J).

Apparatus according to claim 7, characterized in that the means for heating the supercharged air are constituted by a throttle element (51) of the gaseous content of at least one cylinder (2) of the diesel engine (1j) provided on the exhaust manifold (5) after at least one cylinder (2). 2) in front of the inlet throat (9) of the high-pressure turbocharger (7a) assembly (7).

Apparatus according to claim 7, characterized in that the means for heating the supercharged air are constituted by a throttle element (51) of the gaseous content of at least one cylinder (2) of the diesel engine (1j) provided on the connecting line (11) between the outlet nozzle (10) of the kit. (7) a high-pressure turbocharger (7a) and an inlet (12) of the low-pressure turbocharger assembly (8a).

Apparatus according to claim 7, characterized in that the means for heating the supercharged air are constituted by a throttle element (51) of the gaseous content of at least one cylinder (2) of the diesel engine (1) arranged downstream of the outlet port (13) of the low pressure turbocharger assembly (8). (8a) in front of its exhaust stack (14).

Device according to Claims 13 to 15, characterized in that the throttle element (51) comprises a valve, a slide (48) or a sliding slide (49) with an orifice.

Apparatus according to claim 9, characterized in that the means for heating the supercharged air comprises a housing (50) arranged and surrounding at least the engine (1) and its turbocharger assembly (7, 8).