CS388291A3

CS388291A3 - Supercharged internal combustion engine

Info

Publication number: CS388291A3
Application number: CS913882A
Authority: CS
Inventors: Udo Mailaender
Original assignee: Mailaender Fa J G
Priority date: 1990-12-20
Filing date: 1991-12-18
Publication date: 1992-07-15
Also published as: FI915925A; DK0492272T3; BR9105486A; HU913621D0; FI915925A0; JPH04287833A; NO915040D0; DE4040939C1; KR920012713A; MX9102717A; HUT59738A; EP0492272A1; NO915040L; CA2058121A1; AU8973391A

Description

- i - Přeplňovaný spalovací motor 2^1£5t_techniky- i - A supercharged combustion engine

Vynález se týká přeplňovaného spalovacího motoru,o kterého je na straně plnicího vzduchu před plnicím dmy-.chadlem, ktere je poháněno turbinou na výfukové plyny, v sé-rii předřazeno primární dmychadlo poháněné samostatným mo-torem, přičemž 23 ve směru proudění posledním plnicím dmy-chadlem je zařazen snímač tlaku plnicího vzduchu pro regu-laci množství tohoto plnicího vzduchu. posayadní_stay_techniky Účelem přeplňování spalovacího motoru je předevšímzvýšení výkonu tohoto spalovacího motoru. 2 určitého, jinak v slabého spalovacího motoru, lze pomocí přeplňování získatvýkon odpovídající výkonu podstatně většího spalovacího mo-toru. Při určitém jmenovitém výkonu může být spalovací motorpodstatně zmenšen, což přináší mimo jiné snížení vlastníhmotnosti motorového vozidla poháněného tímto spalovacímmotorem. Turbokompresory s turbinou poháněnou tlakem výfu-kových plynů spalovacího motoru a přeplňovacím dmychadlempoháněným touto turbinou mají zásadní nevýhodu spočívajícív nedostatečném přeplňování v oblasti vysokého zatížení anízkých otáček spalovacího motoru v důsledku nedostatečnéhomnožství výfukových plynů, s příliš nízkým tlakem, což činíspalovací motor líným a ve spodní oblasti otáček slabým.Mechanické přeplňovací turbokompresory, které mohou býtpoháněny vlastním spalovacím motorem nebo zvláštním moto-rem, snadno dodávají vzduch potřebný pro volnoběh spalova-cího motoru, nemohou však turbokompresoru poháněnému výfu-kovými plyny konkurovat v oblasti vysokého zatížení přivysokých otáčkách spalovacího motoru. Z uvedených důvodů - 2 - je běžné, že se u. spalovacího motoru kombinují příslušnévýhody turbokompresoru poháněného výfukovými plyny a mecha-nického přeplnovacího turbokompresoru, které se zařazujído série nebo paralelně. Přeplňovaný motor popsaného druhu je již znám zeSRN patentového spisu 2350784 C2. Aby se s přijatelnýmináklady a potřebou minimálního místa při maximálním vylou-čení ztrát energie v proudění vzduchu vytvářeném primárnímdmychadlem dosáhlo nerušeného přívodu proudu vzduchu přicházejícího zvenčí a aby byly zajištěny z hlediska vzduchotechniky příznivé podmínky při míšení obou proudů vzduchu, lzeu známého spalovacího motoru primární dmychadlo připojovatk přeplňovacímu dmychadlu pomocí přímého trubkového šoupát-ka, které je axiálně přestavitelné za účelem otevírání prs-tencové mezery mezi sebou samým a prstencovou stěnou přívo-BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a turbocharged internal combustion engine which, on the charge air side, is provided with a primary motor driven by a separate motor, in the direction of the exhaust gas turbine being driven by an exhaust gas turbine. a charge air pressure sensor is provided to control the amount of this charge air. The purpose of supercharging the internal combustion engine is primarily to increase the performance of this internal combustion engine. 2, otherwise in a weak internal combustion engine, by means of supercharging, the output corresponding to the performance of a substantially larger combustion engine can be obtained. At a certain rated power, the internal combustion engine can be substantially reduced, which results, among other things, in reducing the self-weight of the motor vehicle driven by the combustion engine. The turbocharged turbocharged turbochargers and the turbocharged supercharger have the major disadvantage of insufficient supercharging in the high load and low speed range of the internal combustion engine due to insufficient exhaust volume, too low a pressure, which makes the combustion engine lazy and in the lower speed range The mechanical turbochargers, which can be driven by their own internal combustion engine or special engine, easily supply the air required for idling the combustion engine, but they cannot compete with the exhaust gas turbocompressor in the high load area of the high-speed engine. For the reasons mentioned above, it is common for the internal combustion engine to combine the respective advantages of an exhaust gas turbocompressor and a mechanical turbocharger that is in series or in parallel. A supercharged engine of the type described is already known from SRN patent specification 2350784 C2. In order to achieve an undisturbed supply of air flow coming from the outside with the acceptable costs and the minimum space required to maximize energy losses in the air flow generated by the primary fan, the primary blower can be connected to the turbocharger by a known internal combustion engine. blower by means of a straight spool valve which is axially displaceable to open the annular gap between itself and the annular wall

V Z du vzduchu do přeplnovacího dmychadla. Sériové předřazeníprimárního dmychadla se plně využívá pouze ve spodní oblas-ti výkonu hlavního motoru. Cizí pohon primárního dmychadla,který je tvořen třífázovým motorem s konstantními otáčkami,se v horní oblasti výkonu hlavního motoru vypíná. Protožeprimární dmychadlo je konstruováno na vysokou dopravní ry.chlost při velmi nízké kompresi, nehodí se pro naftový vznětový motor s nízkým kompresním poměrem, který zejména přirozběhu-vyžaduje podstatně vyšší plnicí tlak. Přeplňovánísice zlepšuje momentovou charakteristiku, zejména také. v oblasti nízkých otáček, tato momentová charakteristika je všapřesto ještě velmi vzdálená od momentové-charakteristikyparního stroje v blízkosti nulových otáček. Z lehké a pro-storově úsporné konstrukce primárního dmychadla v žádnémpřípadě nevyplývá podstatné zmenšení rozměrů celého spalo-vacího motoru. I když je u známého spalovacího motoru zave směru proudění posledním plnicím dmychadlem zařazen mě-řič tlaku plnicího vzduchu pro regulaci množství plnicíhovzduchu, není tím ještě zajištěno, že je vždy zajištěn tlakplnicího vzduchu optimální z hlediska točivého momentu, - 3 - spotřeby paliva a emise škodlivin. Kromě- toho známý spalo-vací motor nedosahuje takového-přizpůsobení své charakte-ristiky točivého momentu, k hyperbolickému průběhu tažnésíly, aby se při pohonu motorového vozidla mohlo vypustit,vřazení převodovky s proměnným převodem. z Úkolem vynálezu je konstrukce spalovacího motorus charakteristikou točivého momentu přizpůsobenou k hyper-bolickému průběhu tažné síly, se značným točivým mbmentemjiž v blízkosti nulových otáček a s vysokým výkonem v pomě-ru k velikosti spalovacího motoru při současně úsporné spo-třebě paliva. Dalším úkolem vynálezu je při provozu motoro-vého vozidla dosažení možnosti vypuštění vřazené převodovkys proměnným převodem.In the air to the supercharger. Serial pre-priming of the primary blower is fully utilized only in the lower area of the main engine power. The external drive of the primary blower, which consists of a three-phase constant speed motor, is switched off in the upper power range of the main motor. Because the primary blower is designed for high transport speed at very low compression, it is not suitable for a diesel compression-ignition engine with a low compression ratio, which in particular requires a substantially higher filling pressure. Supercharging improves torque characteristics, especially also. in the low speed range, this torque characteristic is at all times still far from the moment-characteristic of the vaporizer near zero speed. In any case, the light and space-saving design of the primary blower does not imply a substantial reduction in the dimensions of the entire combustion engine. Although a charge air pressure meter is included in the flow direction in the known combustion engine from the last charge blower to regulate the amount of filler air, it is not yet ensured that the pressure filling air is always optimized in terms of torque, - fuel consumption and pollutant emission . In addition, the known combustion engine does not achieve such a torque characteristic, a hyperbolic course of the towing force, so that a variable transmission transmission can be omitted when the motor vehicle is driven. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a combustion engine with a torque characteristic adapted to the hypothesis of tractive force, with considerable torque in the vicinity of zero speed and high power relative to the size of the internal combustion engine while saving fuel consumption. It is a further object of the present invention to achieve the possibility of releasing a gearbox with variable transmission when operating a motor vehicle.

Podstata_vynálezuThe essence of the invention

Uvedený úkol je přeplňovaným spalovacím motorem uve-deného druhu vyřešen podle vynálezu tak, že jako samostatnýmotor primárního dmychadla a jako hlavní motor jsou použitynaftové vznětové motory s rotačními písty a nízkým kompres-ním poměrem, přičemž hlavní motor má podstatně vyšší výkonnež menší motor primárního dmychadla, které je provedeno ja-ko volumetrický kompresor pro dosažení vysokého tlaku plni-cího vzduchu při rozběhu a je přídavně k motoru opatřenoelektrickým startovacím motorem, mezi výstupem vzduchu z primárního dmychadla a vstupem plnicího vzduchu do motoru pri-márního dmychadla jsou uspořádána uzavírací šoupátka propřívod vzduchu na počátku pouze do motoru primárního dmy-chadla, hlavní motor je opatřen natáčecím zařízením pro pře-konávání mrtvého bodu a dosažení jeho první otáčky uváděnýmdo provozní pohotovosti.primárním dmychadlem a jeho motorem,přičemž při snímači tlaku plnicího vzduchu je uspořádán sní-mač teploty plnicího vzduchu pro regulaci vůči vysokémurozběhovému tlaku plnicího vzduchu nižšího teplotně závis-lého provozního tlaku plnicího vzduchu hlavního motoru - 4 - pomocí regulátoru výkonu motoru primárního dmychadla.According to the invention, this object is achieved by the supercharged internal combustion engine of the present invention by using rotary-piston diesel engines and a low compression ratio as the primary motor and as the main engine, the main engine having a significantly higher power than the smaller primary blower motor. which is provided as a volumetric compressor to achieve high charge air pressure during start-up and is provided with an electric starter motor in addition to the engine, shut-off valves are provided between the primary blower outlet and the feed air inlet to the primary blower inlet Initially, only in the primary fan motor, the main engine is provided with a pivoting device to override the dead center and reach its first speed brought into service readiness by the primary blower and its engine, while in the pressure sensor a charge air temperature sensor is provided for the charge air to control the high-flow charge air pressure of the lower temperature-dependent main engine charge air operating pressure - 4 - by the primary blower motor power regulator.

Je výhodné, jestliže motor primárního dmychadlaje s počátečním přiškrcením pomocí uzavíracích šoupátekpřipojen k zásobníku plnicího vzduchu společnému s hlav-ním motorem. Jak hlavní motor, tak i motor primárního dmy-chadla jsou přitom opatřeny nejméně dvěma rotačními písty. Dále je výhodné, jestliže hlavní motor a motor pri-márního dmychadla mají shodné kompresní poměry a metor pri-márního dmychadla a hlavní motor jsou připojeny ke společ-nému zásobníku výfukových plynů propojenému s turbinou navýfukové plyny. Dále je výhodné, jestliže hlavní motor je opatřensnímačem výkonu pro připojování nejméně jednoho dvoustupňo-vého plnicího turbokompresoru na výfukové plyny paralelněk sériovému uspořádání primárního dmychadla a plnicíhodmychadla spojeného mechanicky s turbinou na výfukové ply-ny a hlavní motor je k pohonu motorového vozidla použit bezvřazení převodovky s proměnným převodem.Preferably, the primary blower motor is connected to the charge air reservoir common to the main engine with an initial throttle by means of shut-off valves. The main motor and the primary fan motor are provided with at least two rotary pistons. Further, it is preferred that the main engine and the primary blower motor have the same compression ratios and the primary blower meter and the main engine are connected to a common exhaust gas reservoir connected to the exhaust gas turbine. Furthermore, it is preferred that the main motor is a power supply device for connecting at least one two-stage exhaust gas turbocharger to a parallel arrangement of the primary blower and the charging mechanism mechanically coupled to the exhaust gas turbine and the main engine is gearlessly geared to drive the motor vehicle. variable transfer.

Hlavní motor a motor primárního dmychadla jsou s vý-hodou opatřeny trvale žhaveným zapalovacím zařízením akti-vovaným během celé doby provozu nebo alespoň po dobu Cho-du z atepla a-vstřikovacím zařízením pro motorovou naftu-pracujícím nepřerušovaně v celém rozsahu 360° úhlu otáčenírotačních pístů.Preferably, the main engine and the primary blower motor are provided with a permanently heated ignition device activated during the entire operating period or at least for the time of the Choke from the atepla and the injection device for the diesel fuel operating continuously over the 360 ° rotation angle of the rotary pistons. .

Zatímco u naftového vznětového motoru s otočnýmpístem a s kompresí 20 : 1 zbývá jako mrtvý prostor pětprocent, vychází u použitých naftových vznětových motorůs kompresí například jen 2 : 1 mrtvý prostor padesát pro-cent, což při stejném zapalovacím tlaku umožňuje přeplňová-ní na desetinásobek plnicí hmotnosti. Tomu odpovídá deseti-násobné zvýšení točivého momentu, které je však rozloženona čtyřnásobnou délku úhlu otáčení. Protože převodovkas proměnným převodem sotva může mít poměr převodů většínež 1 : 10, postačí desetinásobné zvýšení točivého momen-tu k odstranění potřeby převodovky s proměnným převodem. - 5 -While the diesel piston engine with 20: 1 compression has a five percent remaining dead space, only 2: 1 dead space is used for compression diesel engines with a compression ratio of fifty cents, which allows 10 times the filling weight at the same ignition pressure. . This corresponds to a tenfold increase in torque, which is, however, decomposed by a fourfold angle of rotation. Since the variable transmission transmission barely can have a gear ratio greater than 1: 10, a tenfold increase in torque will be sufficient to eliminate the need for a variable gear transmission. - 5 -

Spalování je v důsledku mimořádně nízkého kompresní-ho poměru, který odpovídá stejné geometricko mechanickéexpanzi, rozloženo na celých 120 úhlových stupňů pracovní-ho pohybu rotačního pístu, zatímco jinak je pracovní zdvihprakticky ukončen po pootočení kliky o 30 uhlových stupňů.Další výhody použitých naftových vznětových motorů s rotač-ními písty spočívají v tom, že žhavicí zapalování nemážádný prostorový kontakt se zdvihem při kompresi, je mož-né nepřetržité vstřikování motorové nafty v průběhu celédoby provozu a přes nízký kompresní poměr dochází jenk minimálnímu míšení spálené směsi s novou směsí. Při spouštění menšího z obou v tandemu provozovanýchnaftových vznětových motorů s rotačními písty je plnicíkompresor spolu s menším naftovým motorem s rotačními pís-ty poháněn elektrickým startovacím motorem tak dlouho, do-kud se v menším naftovém vznětovém motoru, s rotačními pís- ty nedosáhne úrovně teploty přibližně 750 až 800 K posta- ✓ čující pro samcsážeh a odpovídající úrovně tlaku. Při ná-sledném rozběhu hlavního motoru je minimální úroveň kom-presního tlaku přibližně 2,5 IlPa, která je potřebná proprovoz naftového vznětového motoru, dosažena- pohonem tur-bokompresoru menším naftovým vznětovým motorem s otočnýmipísty, což pak umožňuje dosažení plného točivého momentuhlavního motoru prakticky již od jeho nulových otáček. Zanormálního provozu při jízdě může turbokompresor na- výfu-kové plyny dodávat sám plnicí vzduch počínaje, dosaženímpřibližně 20 5? jmenovitých otáček. Pomocí moderních komp-resorů na výfukové plyny lze normální tlak nebo již zvýše-ný tlak v jednom stupni zčtyřnásobit a ve dvou stupníchdosáhnout osminásobku. Geometricky-mechanickou kompresínapříklad jen v poměru 2-: 1 v naftových vznětových moto-rech s rotačními písty se při plnicím tlaku 400 kPa dosáh-ne zapalovacího tlaku přibližně 10 IíPa,při plnicím tlaku800 kPa pak zapalovacího tlaku přibližně 15 LíPa. - 6 -Combustion is due to the extremely low compression ratio, which corresponds to the same geometrical mechanical expansion, distributed over 120 angular stages of the working movement of the rotary piston, while otherwise the working stroke is practically terminated after turning the crank by 30 angular degrees. with rotary pistons, the glow ignition does not have a peculiar spatial contact with the stroke during compression, continuous diesel fuel injection is possible during the entire operating period, and despite the low compression ratio, only minimal mixing of the burned mixture with the new mixture occurs. When lowering both of the tandem-operated diesel rotary-piston diesel engines, the filling compressor, together with a smaller rotary-type diesel engine, is powered by an electric starter motor until the temperature level is reached in a smaller diesel engine with rotary pads. about 750 to 800 K sufficient for samsage and corresponding pressure levels. In the subsequent start-up of the main engine, the minimum compression pressure level of about 2.5 lpa, which is needed to operate the diesel diesel engine, is achieved by the turbo-side-drive propulsion with a smaller diesel engine with a rotary piston, which in turn allows full torque to be achieved virtually. from its zero speed. In normal driving mode, the exhaust gas turbocharger can supply the filling air itself, starting at approximately 20 5? rated speed. By means of modern exhaust gas compressors, the normal pressure or the already elevated pressure can be quadrupled in one stage and eightfold in two stages. For example, a geometrical-mechanical compressor of only 2: 1 in a rotary piston diesel engine produces an ignition pressure of approximately 10 pPa at a loading pressure of 400 kPa, and an ignition pressure of approximately 15 pounds at a loading pressure of 800 kPa. - 6 -

Turbokompresor na výfukové plyny použitý jako do-pravní kompresor spojuje yelmi- vysoký měrný výkon s velminízkým konstrukčním objemem, není však sám o sobě schopenzajistit konstantní tlaky při měnících se dopravníchmnožstvích, nemluvě vůbec o výrazně stoupajících tlacíchpři výrazně se zmenšujících objemech. Mechanický kompre-sor však naproti tomu dokonce při nepatrných dopravníchobjemech dosahuje nejvyšších tlaků požadovaných v řešenípodle vynálezu. Zásluhou toho může primární dmychadlo po-háněné mechanicky menším naftovým vznětovým motorem s ro-tačními písty zajistit jak rozběh většího naftového vzně-tového motoru s rotačními písty a plnicím tlakem přibližně 2,5 MPa z nulových otáček, tak i doplnění dopravní výšky na 400 kra nebo SOO kPa. Bez dopravního kompresoru by neby-lo extrémní zmenšení mechanického kompresoru možné.,.Velkýhnací motor pro velký mechanický kompresor by však elimi-noval úsporu hmotnosti vyplývající z ušetření převodovkys proměnným převodem. ?říklad_provedení vynálezuThe exhaust gas turbocharger used as a transport compressor combines yelmi-high specific power with a very small design volume, but it is not in itself capable of providing constant pressures in changing transport volumes, not to mention the significantly increasing pressures at significantly decreasing volumes. The mechanical compressor, on the other hand, achieves the highest pressures required by the invention, even with small traffic volumes. As a result, a primary blower driven by a mechanically smaller rotary piston diesel engine can provide both the start of a larger diesel engine with rotary pistons and a filling pressure of approximately 2.5 MPa from zero speed, as well as topping up to 400 kra. or 100 kPa. Without a compressor, it would not be possible to reduce the mechanical compressor extremely. However, a large mechanical compressor booster motor would eliminate the weight savings resulting from saving the transmission with a variable transmission. An embodiment of the invention

Podstata vynálezu je dále objasněna na příkladu je-ho provedení, který je popsán na základě připojeného vý-The subject matter of the invention is further elucidated by the example of its embodiment, which is described by reference to the appended claims.

V V křesu, který schematicky znázorňuje přeplňovaný spalovacímotor podle vynálezu.V V, which schematically illustrates a turbocharger according to the invention.

Na výkresu je znázorněn přeplňovaný spalovací motors hlavním motorem 10 obsahujícím čtyři rotační písty a mo-torem 11 primárního dmychadla lg_ obsahujícím dva rotačnípísty. Strana plnicího vzduchu je u každého z těchto ro-tačních pístů označena prázdnou šipkou, zatímco výfukovástrana je označena plnou šipkou. Bočním posunutím dvojicšipek jsou naznačeny úhlové odstupy rotačních pístů. Záslu-hou toho, že hlavní motor 10 a motor 11 primárního dmychad-la 19 jsou vybaveny více než jedním rotačním pístem, dosah- í·· - 7 - ne se vždy měkkého chodil a radiální rozměry motoru lzezmenšit tak, že i odstředivé síly jsou malé.In the drawing, a supercharged combustion engine is shown by a main engine 10 comprising four rotary pistons and a primary blower motor 11 comprising two rotary pistons. The fill air side is marked with an empty arrow at each of these rotary pistons, while the exhaust page is marked with a solid arrow. The lateral displacement of the two arrows indicates the angular spacing of the rotary pistons. Due to the fact that the main motor 10 and the primary fan motor 11 are equipped with more than one rotary piston, it is not always possible to walk softly and to reduce the radial dimensions of the motor so that the centrifugal forces are also small.

Hlavní-motor 10 a motor 11 primárního dmychadla 19msjí-shodné geometrické kompresní poměry například 2:1,takže je zapotřebí jen jedno-zařízení k regulaci tlakuplnicího vzduchu a zejména- se vystačí pouze s jedním zá-sobníkem 14 plnicího vzduchu. Protože tlak plnicího vzdu-chu lze regulovat nezávisle na zdvihovém objemu a*otáčkáchmotoru, je motor 11 primárního dmychadla 19 s počátečnímomezením pomocí uzavíracích šoupátek 12, 13 připojen k zá-sobníku 14 plnicího vzduchu společnému s hlavním motorem 10. Jak hlavní motor 10, tak i motor 11 primárního dmychad-la 19 pak mají současně k disposici plnicí vzduch o stej- ném tlaku. Kromě toho jsou jak motor 11 primárního dmychad-la 19, tak i hlavní motor 10 připojeny ke společnému zásob- níku 16 výfukových plynůkové plyny, aby se mohlyz obou stran, v důsledkuvýfukových plynů odvodit propojenému s turbinou 19 na výfu-vyrovnat tlaky výfukových plynůčehož lze z obou spojených proudůjeden společný regulační signál a dále snížit hmotnost celého spalovacího motoru.The main engine 10 and the primary blower motor 11 have the same geometrical compression ratios of, for example, 2: 1, so that only one device for regulating the pressure air is needed and, in particular, only one charge air reservoir 14 is sufficient. Since the charge air pressure can be controlled independently of the stroke volume and the rotational speed of the engine, the primary blower motor 11 is initially limited by the shutters 12, 13 to the charge air reservoir 14 common to the main motor 10. the primary blower motor 11 then also has the same air pressure at the same time. In addition, both the primary blower motor 11 and the main engine 10 are connected to a common exhaust gas reservoir 16 in order to derive the exhaust gas from the exhaust gas and the exhaust gas can be coupled to the exhaust-gas turbine. a common control signal from the two connected streams and further reduce the weight of the entire internal combustion engine.

Pomocí snímače 17 výkonu hlavního motoru 10 lzeparalelně k sériovému zapojení primárního dmychadla 19 aplnicího dmychadla 20 poháněného turbinou 19 na výfukovéplyny připojit nejméně jeden dvoustupňový plnicí turbokomp-resor 18 poháněný turbinou na výfukové plyny. Zásluhou toho lze motor 11 primárního dmychadla 19zmenšit úměrně jeho procentuálnímu podílu na výkonu potřeb-ném pro získávání plnicího vzduchu. Při možnosti připojenípouze jednoho dvoustupňového plnicího turbokompresoru 18poháněného turbinou na výfukové plyny se-potřebná velikostmotoru 11 primárního dmychadla 19 snižuje na polovinu, přimožnosti postupného připojení dvou dvoustupňových plnicíchturbokompresorů 18 poháněných turbinami na výfukové plynyse pak- potřebná velikost motoru 11 primárního dmychadla 19snižuje na třetinu. Připojení prvního dvoustupňového plni- čího turbokompresoru 18 nastává-při přibližně polovičnímvýkonu hlavního motoru 10. pročež jednostupňový plnicíturbokompresor 21 tvořený plnicím dmychadlem 20 a turbi-nou 15 na výfukové plyny a- zařazený v sérii s primárnímdmychadlem 19 může být k regulaci plnicího výkonu připo-jován již při přibližně 20 5? jmenovitých otáček hlavníhomotoru 10. Zásluhou toho, že hlavní motor 10 je k pohbnu moto-rového vozidla použit bez použití převodovky s proměnnýmpřevodem, lze podstatně snížit vlastní hmotnost motorové-ho vozidla, zvětšit podstatně zrychlení zejména při roz-jezdu a spolu s jakýmkoliv měněním převodového poměru od-padá také přerušování přenosu točivého momentu, které sezejména při zrychlování motorového - vozidla projevuje jako nežádoucí nespojitost. Hmotnost ušetřené převodovky s pro-měnným převodem je obecně srovnatelná s hmotností samotné-ho motoru vozidla. Velikost- motoru 11 primárního dmychadla19 činí přibližně jednu desetinu velikosti hlavního motoru10 a velikost elektrického startovacího motoru 22 použité-ho přídavně-pro pohon primárního dmychadla 19 představujepřibližně jednu desetinu velikosti motoru 11 primárního dmychadla 19» regulátor 23 výkonu menšího-motoru 11 primárníhodmychadla 19 obsahuje kromě snímače 24 tlaku plnicíhovzduchu připojeného k zásobníku 14 plnicího vzduchu a sní-mače 25 teploty plnicího vzduchu v zásobníku 14 plnicíhovzduchu také první snímač 26- otáček. Ve svém společnémučinku zajišťují tyto snímače 24, 25, 26 regulaci na kons-tantní tlak plnicího vzduchu při jeho konstantní teplotě apřiměřené snižování tlaku plnicího vzduchu při zvyšováníjeho teploty. Keni zde však žádná závislost na plynovémpedálu hlavního motoru 10, který slouží jako hnací-motor. K provozní regulaci hlavního motoru 10 společně slouží snímač 28 zatížení připojený k první spojce-27 hlav ního motoru 10, dále druhý snímač 29 otáček připojený rov- - 9 - něž k první spojce 27, snímač 30 tlaku výfukových plynůpřipojený k zásobníku 16 výfukových plynů a konečně snímač31 teploty výfukových plynů v zásobníku 16 výfukových-ply-nů. Všechny uvedené snímače 28, 29, 30, 31 jsou sdruženyve snímači 17 výkonu hlavního motoru 10. Uvedené snímače28, 29, 30, 31 regulují v závislosti na poloze plynovéhopedálu množství paliva a připojování dříve popsaného nej-méně jednoho dvoustupňového plnicího turbokompresoru 18na výfukové plyny. Při spouštění spalovacího motoru se nejdříve elek-trickým startovacím motorem 22 přes startovací spojku 32pohání primární dmychadlo 19 tak dlouho, dokud se nedosáh- / v ne dostatečná úroveň teploty a tlaku pro samozážeh v malémmotoru 11 primárního dmychadla 19, které- je k tomuto moto-ru 11 tvořenému naftovým vznětovým motorem s rotačním pís-tem připojeno přes druhou spojku 33 a variátor 34. V tétopočáteční fázi je vzduch odebíraný přes první sací filtr39 z okolního prostředí a stlačený primárním dmychadlem19 přiváděn obtokovým potrubím 36 pouze do motoru 11 primářního dmychadla 19, zatímco spojení vedoucí k plnicímu dmy-chadlu 20 je uzavřeno prvním uzavíracím šoupátkem 12 aspojení mezi motorem 11 primárního dmychadla 19 a zásobní-kem 14 plnicího vzduchu je uzavřeno druhým uzavíracím šou-pátkem 13. Naopak, jakmile uzavírací šoupátka 12, 13 přidosažení určité, předem zadané hodnoty otáček motoru 11 -primárního dmychadla 19 obdrží z prvního snímače 26 otáčekpříslušný přepínací signál, dojde k zablokování obtokovéhopotrubí 36 a otevře se normální průchod pro plnicí vzduch.Výfukové plyny pak již proudí přes zásobník 16-výfukovýchplynů a turbinu 13 na výfukové plyny do tlumiče 37 výfuku.At least one two-stage turbine-powered turbocharger 18 powered by the exhaust gas turbine 18 is connected by a main motor power sensor 17 in parallel to the serial connection of the primary blower 19 of the blower 20 driven by the exhaust gas turbine 19. As a result, the primary blower motor 11 can be reduced in proportion to its percentage of power required to obtain the charge air. With the possibility of connecting only one two-stage turbocharged turbine-powered turbocharger 18, the primary blower motor size 11 required is reduced by half, and the two primary stage blower motor size 11 is reduced to one-third by the successive connection of two two-stage turbo-powered two-stage turbocharger. The connection of the first two-stage filling turbocompressor 18 takes place at approximately half the power of the main engine 10. whereupon the single-stage filling turbocompressor 21 formed by the charging blower 20 and the exhaust gas turbine 15 in series with the primary blower 19 can be connected to control the filling power already at around 20 5? Because of the fact that the main engine 10 is used to drive the motor vehicle without the use of a variable speed gearbox, the net weight of the motor vehicle can be considerably reduced, the acceleration being substantially increased, in particular when the vehicle is driven, and any gear change. The ratio of torque transmission interruption, which is particularly undesirable discontinuity, particularly in the acceleration of the motor vehicle, is also lost. The weight of the variable speed gearbox saved is generally comparable to that of the vehicle itself. The primary blower motor size 11 is about one tenth of the size of the main motor 10 and the size of the electric starter motor 22 used in addition to the primary blower drive 19 represents about one tenth of the size of the primary blower motor 11 " the fill air pressure sensor 24 connected to the charge air reservoir 14 and the fill air temperature sensor 25 in the filling air reservoir 14 also the first speed sensor 26. In their common element, these sensors 24, 25, 26 control the constant charge air pressure at its constant temperature and adequately reduce the charge air pressure as the temperature rises. Here, however, Kenya has no dependence on the gaspipe of the main engine 10, which serves as a propulsion engine. For operating control of the main engine 10, a load sensor 28 connected to the first clutch 27 of the main engine 10, together with a second speed sensor 29 connected to the first clutch 27, the exhaust pressure sensor 30 connected to the exhaust gas reservoir 16 together serve finally, the exhaust temperature sensor 31 in the exhaust gas reservoir 16. All said sensors 28, 29, 30, 31 are associated with the main motor power sensor 17. The sensors 28, 29, 30, 31 regulate the exhaust gases, depending on the position of the gas fuel quantity and the connection of the previously described at least one two-stage feed turbocharger. When the internal combustion engine is lowered, the primary blower 19 is first driven through the starter motor 32 via the starter clutch 32 until a sufficient temperature and pressure level for self-ignition in the primary motor 11 of the primary blower 19 is reached. At the beginning of this phase, the air drawn through the first suction filter 39 from the environment and compressed by the primary blower 19 is fed by the bypass line 36 only to the primary blower motor 11, while the connection leading to the filling fan 20 is closed by the first shut-off slide 12 and the connection between the primary blower motor 11 and the charge-air reservoir 14 is closed by the second shut-off slide 13. On the contrary, once the shut-off slide 12, 13 has reached a predetermined setting speed values m The primary fan 19 receives the respective switching signal from the first speed sensor 26, the bypass line 36 is blocked, and a normal feed air passage opens. The exhaust gas then flows through the exhaust gas reservoir 16 and the exhaust gas turbine 13 into the exhaust muffler 37.

Hlavní motor 10 je pomocí zatáčecího zařízení 38k překonání mrtvého bodu, které je do stavu provozní při-pravenosti uvedeno pomocí primárního dmychadla 19 a jehomotoru 11, nastartován v podstatě ze základní polohy ply-nového pedálu, a to otevřením dvoucestného ventilu 39 - 10 - spojujícího natáčení zařízení 35 k překonání mrtvého boduse zásobníkem 3-4 plnicího vzduchu. V tomto natáčecím za-řízení 38 k překonání mrtvého bodu je tlakovému vzduchuvystavena velká účinná plocha při vysokém převodovém po-měru a úkolem tohoto natáčecího zařízení 38 k překonánímrtvého bodu je pouze dosažení první otáčky hlavního moto-ru 10. Poté je natáčecí zařízení 38 k překonání mrtvéhobodu ihned uvedeno zpět do stavu připravenosti. Poi;é, cojsou od hlavního motoru 10 odpojeny všechny jinak obvyklépomocné agregáty, je celý jeho výkon k dispozici pro zrych-lování jím poháněného motorového vozidla. Při zastavení mo-torového vozidla se zastaví i hlavní motor 10 přeplněnéhospalovacího motoru a musí být při-opětném rozjezdu znovunastartován pomocí plnicím vzduchem ovládaného natáčecíhozařízení 38 k překonání mrtvého bodu. Přídavný dvoustupňový plnicí turbokompřesor 18 využívá tlumič 3? výfuku společně s jednostupňovým plnicím tur-bokompresorem 21 na výfukové plyny, je vybaven vlastnímdruhým sacím filtrem 40 a může být na straně výfukovýchplynů připojen přes první spínací ventil 41 k zásobníku 16výfukových plynů, zatímco na straně plnicího vzduchu můžebýt přes druhý spínací ventil 42 propojen se zásobníkem 14plnicího vzduchu. Oba spínací ventily 41, 42 se otevírajípři dosažení přibližně polovičního výkonu hlavního motoru10 příslušným signálem ze snímače 17 výkonu hlavního moto-ru 10, což je na výkresu naznačeno čárkovaně znázorněnýmsignálovým vedením. Uvnitř dvoustupňového plnicího turbo-kompresoru 18 turbina protékaná výfukovými plyny jako prvnípohání plnicí dmychadlo sloužící jako sekundární kompresor,zatímco turbina protékaná výfukovými plyny jako poslednípohání plnicí dmychadlo sloužící jako primární kompresor.The main engine 10 is started from the base position of the gas pedal by opening the two-way valve 39-10 - connecting the dead-end bending device 38k, which is brought into the operational state by the primary blower 19 and the motor 11. pivoting the device 35 to overcome the dead spot by the charge air reservoir 3-4. In this deadlock override device 38, a high effective area is exposed to the compressed air at a high gear ratio, and the purpose of this swiveling device 38 to overcome the point is only to reach the first speed of the main motor 10. Thereafter, the swivel device 38 is to overcome immediately return to the ready state. If all otherwise conventional auxiliary units are disconnected from the main motor 10, all of its power is available to accelerate the motor vehicle driven by it. When the motor vehicle is stopped, the main engine 10 of the overfilled engine is also stopped and must be restarted by the air-operated swiveling device 38 to overcome the deadlock when restarting. Additional two-stage turbocharger 18 uses silencer 3? Exhaust manifold with one-stage exhaust gas turbocharger 21 is equipped with its own second suction filter 40 and can be connected to the exhaust gas reservoir 16 via a first switching valve 41, while on the charge air side it can be connected to a reservoir via a second switching valve 42 14filling air. The two switching valves 41, 42 open at approximately half the power of the main motor 10 by a corresponding signal from the main motor power sensor 17, which is indicated in the drawing by a dotted line signal. Inside the two-stage turbo-compressor 18, the exhaust gas turbine is the first propulsion blower to serve as the secondary compressor, while the exhaust gas turbine is the last blower to serve as the primary compressor.

Aby se snížil tlak při zapalování a dosáhlo se taksnížení namáhání součástí nebo dalšího zmenšení rozměrůa hmotnosti součástí, jsou jak motor 11 primárního dmychad-la 19, tak i hlavní motor 10 opatřeny trvale žhaveným - 11 - zapalovacím zařízením, které je aktivováno po celou dobuprovozu nebo alespoň po dobu chodu zatepla. Motor 11 pri-márního dmychadla 19 a hlavní motor 10 jsou kromě tohoopatřeny vstřikovacími zařízeními pro motorovou naftupůsobícími v celém rozsahu 360° uhlu natočení rotačníchpístů, takže se vystačí s podstatně jednodušším vstřiko-vacím čerpadlem, dosáhne se prakticky nepřerušeného vyví-jení točivého-momentu v celém rozsahu 360° otáčení* klikya podstatně se sníží absolutní špičková hodnota tlaku přizapalování a absolutní špičková hodnota teploty.In order to reduce the ignition pressure and to reduce component stresses or to further reduce the weight of the components, both the primary blower motor 11 and the main engine 10 are provided with a permanently heated - 11 - ignition device which is activated for the entire period of operation or at least for the hot running period. In addition, the primary blower motor 11 and the main engine 10 are equipped with injection devices for a diesel fuel operating over a 360 ° rotational angle of rotation of the rotary pistons, so that a substantially simpler injection pump is obtained, with virtually uninterrupted torque evolution being achieved. the entire 360 ° rotation range * and significantly reduces the absolute peak pressure and the absolute peak temperature.

Zastupuje :Represents:

IJNiPATENT ing. Jiří Chiusíinapatentový zástupceJ. Masaryka 43-47, 120 OQ Praha 2Tel. 255404, 252739 Fax 25008/IJNiPATENT ing. Jiří Chiusíinapatent representativeJ. Masaryka 43-47, 120 OQ Prague 2Tel. 255404, 252739 Fax 25008

Claims

12 f .. «fáo * 1 \ _OVSO .__ '8 l i

PATENT CLAIMS

1. A flared internal combustion engine, and wherein at the charge air side 9B of the exhaust gas-driven supercharger in the series, a primary, blower-driven blower is provided and a charge-air pressure sensor is provided in the direction of the final charge blower. for controlling the amount of this charge air, characterized in that rotary piston diesel engines and low compression ratio diesel engines are used as the separate primary blower motor (19) and as the main engine (10), the main engine (10) having substantially higher power than the smaller primary blower motor (11), which is designed as a volumetric compressor to achieve high charge air pressure at start up and the engine adder (11) is provided with an electric starter motor (22) between the air outlet and the primary blower (19) and the charge air inlet to the primary coil motor (11) closing valves (12, 13) are provided for supplying air initially only to the primary blower motor (11), the main engine (10) being provided with a device (3S) to overcome the deadlock to reach its first speed indicated by - to the operating capacity of the primary blower (19) and its engine (11), the charge air temperature sensor (25) of the charge air temperature regulator for the high starting air pressure of the lower temperature dependent operating pressure of the charge air motor (10) by means of a motor power regulator (23) (11) of the primary blower (19).

A supercharged internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the engine (11) of the primary blower (15) is connected to the filling air reservoir (14) with an initial throttling by means of shut-off valves (12, 13) common to the main engine (10).

A supercharged internal combustion engine according to claims 1 and 2, characterized in that both the main motor (10) and the primary blower motor (11) are provided with at least two rotary pistons. The supercharged scalding engine model of claims 1 to 10 (10) and the engine (11) non-compressive ratios. that the main primary blower (15) has η torshod-

Supercharged combustion engine according to claims 1 to 4, characterized in that the primary blower motor (11) and the main engine (10) are connected to a common exhaust reservoir (16) connected to the turbine (15). for exhaust gases.

A supercharged internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the main motor (10) is provided with a power sensor (17) for connecting at least one two-stage turbocharger (1S) to the exhaust gas in parallel to the primary primary arrangement. a blower (15) and a blower (20) mechanically coupled to the exhaust gas turbine (15).

A supercharged internal combustion engine according to any one of Claims 1 to 6, characterized in that the main engines are used to drive a motor vehicle without a variable gear transmission. Supercharged internal combustion engine according to claims 1 to 7, characterized in that the main motor (10) and the primary blower motor (11) are protected by a permanently heated ignition device activated during the entire operation period. or at least for the time of Cho-du hot. The supercharged internal combustion engine (10) and the engine (11) are primed by the injection device continuously throughout the system according to claims 1 to 10, wherein the main engine (15) is an opa-range of 360 ° rotation angle of the rotary pistons. . is UNIPATENTIng. Jiří Chlustinapatentový agentJ. Masaryka 43-47,120 OQ Praha 2Tel. 255404, 252739 Fax 25608.7