DE1079889B

DE1079889B - Two-stroke injection internal combustion engine

Info

Publication number: DE1079889B
Application number: DEK31061A
Authority: DE
Inventors: Adam Oster
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1957-02-07
Filing date: 1957-02-07
Publication date: 1960-04-14

Description

Zweitakt-Einspritzbrennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Zweitakt-Einspritzbrennkraftmaschine mit in V-Form angeordneten Zylinderreihen, einem zwischen diesen liegenden, sich längs der Maschine erstreckenden Spülluftaufnehmer, einem an einer Stirnseite vor dem Spülluftaufnehmer angeordneten, als Schleudergebläse ausgebildeten Spülgebläse, welches unmittelbar von der Kurbelwelle der Maschine über ein Zahnradgetriebe angetrieben wird, und einem Abgasttirbosatz mit nachgeschaltetein Ladeluf tkü hler, die dem Spülgebläse vorgeschaltet sind, wobei der Abgasturbosatz über den Zylinderreihen angeordnet ist.Two-stroke internal combustion engine The invention relates to a two-stroke internal combustion engine with cylinder rows arranged in a V shape, one between them Purge air receiver extending along the machine, one on one end face the scavenging fan arranged as a centrifugal blower, which is driven directly from the crankshaft of the machine via a gear train and an exhaust gas unit with a downstream charge air cooler that Scavenging fans are connected upstream, with the exhaust gas turbine set above the rows of cylinders is arranged.

Der Abgasturbosatz ist -eine zusätzliche Maschine, welche im Gegensatz zu den unbedingt notwendigen 11 ilfsmaschinen der Einspritzbrennkraftmaschine deren äußerlichen, Aufbau außerordentlich beeinflußt. Der Abgasturbosatz hat Abmessungen, die es nicht erlauben, den Abgasturbosatz in einer von Natur, aus gegebenen Nische oder einem Winkel der Einspritzbrennkraftmaschine unterzubringen, so wie dies beispielsweise für die Brennstoffeinspritzpumpe in der Regel möglich ist. Betrachtet man die bekanntgewordenen Zweitakt-Einspritzbrennkraftmaschinen mit Abgasturbosatz, so ist festzustellen, daß der Abgasturbosatz über die äußere Begrenzung der Einspritzbrennkraftmaschine deutlich sichtbar hervorragt.The exhaust gas turbine set is an additional machine which, in contrast to the 11 auxiliary machines that are absolutely necessary for the internal combustion engine, has an extraordinary effect on the external structure of the internal combustion engine. The exhaust gas turbo set has dimensions that do not allow the exhaust gas turbo set to be accommodated in a niche or angle of the internal combustion engine that is given by nature, as is usually possible, for example, for the fuel injection pump. If one looks at the two-stroke internal combustion engines with an exhaust gas turbo that have become known, it can be seen that the exhaust gas turbo set protrudes clearly and visibly beyond the outer boundary of the internal combustion engine.

Es ist bekanntgeworden, den Abgasturbosatz an einer Stirnseite der Brehnkraftmaschine vor den Zvlinderreihen anzuordnen. An dieser Stelle tritt der A#bgasturbosa,tz wie ein an der Maschine hängender Rucksack in Erscheinung, der die Baulänge der Maschine unangenehm vergrößert, Dabei ist für den Halt des Abgasturbosatzes noch eine besondere Konsole notwendig, die einen besonderen Aufwand darstellt. Bei der bekannten Anordnung des Abgasturbosatzes macht auch noch die Einfügung eines Ladeluftkühlers Schwierigkeiten, wenn ein solcher erforderlich ist. Durch einen zwischengeschalteten Ladeluftkühler wird der Ausbau für den Abgasturbosatz in Längsrichtung der Maschine noch größer.It has become known, the exhaust gas turbine set at one end of the Brehnkraftmaschine to be arranged in front of the cylinder rows. This is where the A # bgasturbosa, tz looks like a rucksack hanging on the machine, the the length of the machine increases uncomfortably, it is for the hold of the exhaust gas turbine set a special console is necessary, which represents a special effort. at the known arrangement of the exhaust gas turbine set also makes the insertion of a Intercooler difficulties when one is required. Through a Intermediate intercooler is the expansion for the exhaust gas turbine set in the longitudinal direction the machine even bigger.

Die vorbeschriebene Anordnung eines Abgasturbosatzes ist nicht die einzige bekannte Anordnung eines Abgasturbosatzes. So ist es auch bekanntgeworden, den Abgasturbosatz neben den Z7vlindern der Brennkraftmaschine zu befestigen. Bei größeren Brennkraftmaschinen hat man den Abgasturbosatz auch neben die Brennkraftmaschine auf das- Fundament gesetzt. Diese bekannten Anordnungen eines Abgasturbosatzes bedingen jedoch verwickelte Leitungsführung und auch verhältnismäßig lange Leitungen.The above-described arrangement of an exhaust gas turbine set is not that only known arrangement of an exhaust gas turbine set. So it has also become known to attach the exhaust gas turbine set next to the Z7vlimin the internal combustion engine. at Larger internal combustion engines have the exhaust gas turbine set next to the internal combustion engine set on the foundation. These known arrangements require an exhaust gas turbine set but entangled cable routing and also relatively long cables.

Neben dem äußeren Aufbau, den es gilt beim Einbau eines Abgasturbosatzes in einfacher Weise zu lösen, bei der ein organischer Aufbau des Ganzen sichergestellt ist, besteht die Erfüllung der Forderung nach einer günstigen und möglichst verlustlosen- Führung der Abgase und der Spülltift bzw. Ladeluft. Um diesen Gesichtspunkten Rechnung zu tragen, hat man bei Brennkraftmaschinen mit in V-Form angeordneten Zylinderreihen den Abgasturbosatz mit senkrechter Welle bereits oberhalb der Zylinderreihen der Maschine angeordnet. Diese Lösung befriedigt jedoch nicht ganz. Wenn sich bei ihr auch verhältnismäßig kurze Leitungen ergeben, so können dieselben jedoch nicht in einer strömungsgerechten Weise verlegt werden. Ein weiterer schwerwiegender Nachteil ist darin zu sehen, daß die eine Seite des Abgasturbosatzes der Oberseite der Maschine zu gerichtet und daher nicht zugänglich ist. In addition to the external structure, which has to be solved in a simple manner when installing an exhaust gas turbine set, in which an organic structure of the whole is ensured, there is the fulfillment of the requirement for a cheap and lossless guidance of the exhaust gases and the flushing pen or charge air. In order to take these aspects into account, in internal combustion engines with cylinder rows arranged in a V-shape, the exhaust gas turbine set with a vertical shaft has already been arranged above the cylinder rows of the machine. However, this solution is not entirely satisfactory. If it also results in relatively short lines, they cannot, however, be laid in a flow-friendly manner. Another serious disadvantage can be seen in the fact that one side of the exhaust gas turbine set is directed towards the top of the engine and is therefore not accessible.

Nach vorstehendem ist es nunmehr Aufgabe der neuen Erfindung für eine Zweitakt-Einspritzbrennkraftmaschine der eingangs beschriebenen Art eine Anordnung für den Abgasturbosatz zu schaffen, bei der alle Forderungen hinsichtlich des äußeren Aufbaties und einer strömungsgünstigen Führung der Gase gewährleistet sind. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise die Längsmittelachse des -,#£bgasturbosatzes rechtwinklig zur senkrechten Längsmittelebene der Maschine verläuft und daß dabei der Abgasturbosatz so angeordnet ist, daß sein Verbindungsstutzen' zum Spülgebläse hin oberhalb seiner Längsmittelachse liegt, und daß zwischen dem Abgasturbosatz und dem Spülgebläse oberhalb des letzteren der Ladeluftkühler angeordnet ist.After the above, it is now the object of the new invention for a Two-stroke internal combustion engine of the type described in the opening paragraph has an arrangement to create for the exhaust gas turbine set, in which all requirements with regard to the external Aufbaties and a streamlined guidance of the gases are guaranteed. These The object is achieved in that, in a manner known per se, the longitudinal center axis of the gas turbine set at right angles to the vertical longitudinal center plane of the machine runs and that the exhaust gas turbine set is arranged so that its connecting piece ' to the flushing fan is above its longitudinal center axis, and that between the The exhaust gas turbine set and the scavenging fan are arranged above the latter, the intercooler is.

Durch das an der Sti ' rnseite angeordnete Spül- gebläse ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Zweitakt-Einspritzbrennkraftmaschine bereits eine einseitige Erhöhung, so daß durch den Abgasturbosatz die Bauhöhe der Maschine lediglich etwa um dessen halben Durchmesser vergrößert wird., Durch die bestimmte Anordnung des Verbindungsstutzens ergibt sich noch der Vorteil, daß sich für Brennkraftmaschinen der gleichen Zylindergröße jedoch verschiedener Zylinderzahl unabhängig von der damit verbundenen unterschiedlichen Größe des Abgasturbosatzes annähernd die gleiche Bauhöhe der Maschine ergibt, weil das Spiralgehäuse des Gebläses in den V-Raum zwischen den Zylindern hineingesenkt werden kann. Dabei ist es in vorteilhafter Weise möglich, daß der Stutzen des Spülgebläses zur Befestigung des Abgasturbosatzes dienen kann. Für die Anordnung eines Ladeluftkühlers ergibt sich zwischen Abgasturbosatz und Spülgebläse gerade die Entfernung, die für den Einbau eines Ladeluftkühlers günstig ist. Bei allem ergibt sich jedoch in der Hauptsache eine günstige Führung der Abgas- und Spülluftleitungen, bei der diese sehr kurz ausfallen und in einer ströniungsgerechten Weise verlegt werden können. Der Abgasturbosatz selbst ist von beiden Seiten her leicht zugänglich. Im ganzen gesehen ergibt sich also ein zufriedenstellender Aufbau der gesamten Brennkraftmaschinenanlage.By 'rnseite at the Sti arranged purge fan results in the inventive two-stroke fuel injection internal combustion engine is already a unilateral increase, so that the overall height of the machine is only approximately increased by the half of the diameter through the exhaust gas turbine set., By the specific arrangement of the connecting piece gives There is also the advantage that for internal combustion engines of the same cylinder size but different number of cylinders, regardless of the associated different size of the exhaust gas turbo unit, approximately the same overall height of the machine results because the spiral housing of the fan can be lowered into the V-space between the cylinders. It is advantageously possible that the connecting piece of the scavenging fan can be used to fasten the exhaust gas turbine set. For the arrangement of a charge air cooler, the distance between the exhaust gas turbine set and the scavenging fan is precisely that which is favorable for the installation of a charge air cooler. In all cases, however, the main result is a favorable routing of the exhaust and scavenging air lines, in which these are very short and can be laid in a manner appropriate to the flow of air. The exhaust gas turbine set itself is easily accessible from both sides. Viewed as a whole, the result is a satisfactory construction of the entire internal combustion engine system.

In der Zeichnung sind eine Ausführung der Erfindung und weitere Verbesserungen derselben beispielsweise dargestellt.In the drawing are an embodiment of the invention and other improvements the same example shown.

Abb. 1 zeigt eine Zweitakt-Einspritzbrennkraftmaschine mit in V-Form angeordneten Zylinderreihen von der Seite gesehen, wobei das Schwungrad rechts liegt; Abb. 2 zeigt eine Ansicht der Brennkraftmaschine nach Abb. 1 gegen die vom Schwungrad abgewandte Stirnseite.Fig. 1 shows a two-stroke injection internal combustion engine with cylinder rows arranged in a V-shape, seen from the side, with the flywheel on the right; Fig. 2 shows a view of the internal combustion engine according to Fig. 1 against the face facing away from the flywheel.

. Die in den Abb. 1 und 2 dargestellte Zweitakt-Einspritzbrennkraftmaschine hat im ganzen acht Arbeitszylinder, also in jeder Zylinderreihe vier Arbeitszylinder. Auf eine achtzylindrige Zweitakt-Brennkraftmaschine ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Sie ist mit allen ihren Vorteilen auch anwendbar bei einer Brennkraftmaschine mit weniger als acht oder mehr als acht Arbeitszylindern. . The two-stroke internal combustion engine shown in FIGS. 1 and 2 has a total of eight working cylinders, that is to say four working cylinders in each cylinder bank. However, the invention is not limited to an eight-cylinder two-stroke internal combustion engine. With all its advantages, it can also be used in an internal combustion engine with fewer than eight or more than eight working cylinders.

Die Zylinderreihen sind mit 1 und 2 bezeichnet. Sie sind unter einem V-Winkel von 90' zueinander angeordnet. Zwischen den Zylinderreihen 1 und 2 liegt ein sich längs der Maschine erstreckender Spülluftaufnehmerraum 3, der von einem an der Schwungradseite angeordneten Spülgebläse 4 mit Spülluft beliefert wird. Das Spülluftgebläse sitzt oberhalb des Schwungrades 5 und wird in bekannter Weise von der Maschine unmittelbar angetrieben, indem an der Schwungradseite von der Kurbelwelle aus zur Welle des Spülgebläses ein Zahnradgetriebe hochgeführt ist. Bei der dargestellten Zweitakt-Einspritzbrennkraftinaschine ist das Spülgebläse ein Schleudergebläse, dessen Läuferwelle parallel zur Kurbelwelle verläuft. Das Spülgebläse hat einen aus der Waagerechten nach unten auf den Spülluftaufnehmer 3 zu gerichteten Stutzen 6, der an den Spülluftaufnehmer 3 angeschlossen ist.The rows of cylinders are labeled 1 and 2. They are arranged at a V angle of 90 ' to one another. Between the rows of cylinders 1 and 2 there is a scavenging air receiver space 3 which extends along the machine and is supplied with scavenging air by a scavenging fan 4 arranged on the flywheel side. The scavenging air fan is located above the flywheel 5 and is driven directly by the machine in a known manner, in that a gear drive is raised on the flywheel side from the crankshaft to the scavenging fan shaft. In the two-stroke internal combustion engine shown, the scavenging fan is a centrifugal fan, the rotor shaft of which runs parallel to the crankshaft. The scavenging blower has a from the horizontal down on the Spülluftaufnehmer 3 to aligned connecting pieces 6, which is connected to the Spülluftaufnehmer. 3

Die Zweitakt-Einspritzbrennkraftmaschine ist eine solche mit einseitiger Umkehrspülung, bei der die Auslaßkanäle bzw. die an diese angeschlossenen Auspuffleitungen beider Zylinderreihen 1 und 2 durch den Spülluftaufnehmer 3 und durch dessen obere Ab- deckung 7 nach oben hinaus geführt sind. Diese Auspuffleitungen sind mit 8 bezeichnet. So wie die Auslaßkanäle, sind auch die Einlaßkanäle dem Spül-Inftaufnehmer 3 zu gerichtet, was aus der in Abb. 2 gestricheit eingezeichneten Führung der Spülluft vom Aufnehmer 3 zu den Arbeitszylindern zu ersehen ist. Die Maschine ist also an den Außenseiten frei von jeder Leitung, sei es eine Spülleitung oder eine Ab- gasleitung. Dem Spülgebläse 4 ist ein Abgasturbosatz 9 vorgeschaltet. Die Längsmittelachse des Abgasturbosatzes verläuft rechtwinklig zur senkrechten Längsmittelebene der Maschine. Dabei ist der Abgasturbosatz über den Zylinderreihen 1 und 2 der Maschine angeordnet. Der Abgasturbosatz 9 ist auf einer Konsole 11 des Stutzens 6 des Spülgebläses 4 befestigt. Die Abgase der Zweitakt-Einspritzbrennkraftmaschine erreichen ihn durch die längs jeder Zylinderreihe verlaufenden Auspuffsammelleitungen 12, die auf der vom Spülgebläse 4 abgewandten Seite des Abgasturbosatzes 9 durch ein quer verlaufendes Rohr 13 miteinander verbunden sind. Das Rohr 13 ist über ein Verbindungsrohr 14 an den Abgasturbosatz 9 angeschlossen. In das Verbindungsrohr 14 ist noch ein eine Längenänderung bei Erwärmung ausgleichendes Glied 15 eingebaut. Die Verbindungsleitung zwischen Abgasturbosatz 9 und Spülgebläse 4 ist mit 16 bezeichnet. In diese Verbind:ungsleitung ist ein Ladeluftkühler 17 eingebaut, der oberhalb des Spül- gebläses 4 auf einer Konsole 18 desselben befestigt ist.The two-cycle injection internal combustion engine is such are performed with one-sided reverse circulation in which the outlet channels and the devices connected to these exhaust pipes of both cylinder banks 1 and 2 cover by the Spülluftaufnehmer 3 and through the upper waste 7 upwards out. These exhaust lines are denoted by 8 . Like the outlet ducts, the inlet ducts are also directed towards the flushing air receiver 3 , which can be seen from the routing of the flushing air from the receiver 3 to the working cylinders, shown in dashed lines in Fig. 2. The machine is thus on the outer sides free of any line, whether gas line purge line or a waste. An exhaust gas turbine set 9 is connected upstream of the scavenging fan 4. The longitudinal center axis of the exhaust gas turbine set runs at right angles to the vertical longitudinal center plane of the machine. The exhaust gas turbine set is arranged above cylinder rows 1 and 2 of the machine. The exhaust gas turbine set 9 is attached to a console 11 of the connector 6 of the scavenging fan 4. The exhaust gases from the two-stroke injection engine reach it through the exhaust manifolds 12 running along each cylinder row, which are connected to one another on the side of the exhaust gas turbo set 9 facing away from the scavenging fan 4 by a transverse pipe 13. The pipe 13 is connected to the exhaust gas turbine set 9 via a connecting pipe 14. A member 15 which compensates for a change in length when heated is also built into the connecting pipe 14. The connection line between the exhaust gas turbo set 9 and the scavenging fan 4 is denoted by 16. A charge air cooler 17 is built into this connection line and is fastened above the flushing fan 4 on a bracket 18 of the same.

Von den Hilfsmaschinen der Zweitakt-Einspritzbrennkraftmaschine ist nur die Brennstoffeinspritzpumpe 19 dargestellt. Sie befindet sich auf der vom Spülgebläse 4 abgewandten Seite vor dem Abgasturbosatz 9 zwischen den beiden Zylinderreihen 1 und 2 auf dem Spülluftaufnehmer 3. Sie ist auf der oberen Abdeckung 7 des Spülluftaufnehmers 3 befestigt.Of the auxiliary machines of the two-stroke internal combustion engine, only the fuel injection pump 19 is shown. It is located on the side facing away from the scavenging fan 4 in front of the exhaust gas turbine set 9 between the two rows of cylinders 1 and 2 on the scavenging air receiver 3. It is attached to the upper cover 7 of the scavenging air receiver 3.

Claims

PATENT CLAIMS. 1. Two-stroke fuel injection internal combustion engine having arranged in V-Forin cylinder rows, one located between them, along the machine extending Spülluftaufnehmer, one arranged on one end side in front of the Spülluftaufnehmer, blower as a centrifugal blower formed rinsing, which directly from the crankshaft of the engine via a Gear drive is driven, and an exhaust gas turbo set with a downstream charge air cooler, which are connected upstream of the scavenging fan, the exhaust gas turbo set is arranged above the cylinder rows, characterized in that the longitudinal center axis of the exhaust gas turbo set extends in a known manner at right angles to the vertical longitudinal center plane of the machine and that the The exhaust gas turbo set is arranged so that its connecting piece to the scavenging fan is above its longitudinal center axis, and that the charge air cooler is arranged between the exhaust gas turbo set and the scavenging fan above the latter.

2. Internal combustion engine according to claim 1, in which the fuel injection pump is arranged between the rows of cylinders on the scavenging air receiver, characterized in that the fuel injection pump is arranged on the side facing away from the scavenging fan in front of the exhaust gas turbo set. 3. Internal combustion engine according to claims 1 and 2 with one-sided reverse circulation in which the outlet ducts or are both rows of cylinders cover connected to them exhaust lines through the Spülluftaufnehmer and through the upper exhaust led out upwards, characterized in that the two along each row of cylinders extending exhaust manifolds are connected to each other on the side of the exhaust gas turbo set facing away from the scavenging air fan by a transverse pipe and that this pipe is connected to the exhaust gas turbo set. 4. Internal combustion engine according to claims 1 to 3, characterized in that in the connecting pipe of the exhaust line to the exhaust gas turbo set, a change in length when heated from-Z> equal member is installed. Considered publications: German Patent Nos. 746 235, 866 114, 913 484, 923 166; Swiss patent specification No. 241 269.