DE1079890B

DE1079890B - Brennkraftmaschine mit Aufladung

Info

Publication number: DE1079890B
Application number: DEA24099A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wilhelm Glamann
Original assignee: WILHELM GLAMANN DR ING
Current assignee: WILHELM GLAMANN DR ING
Priority date: 1953-11-19
Filing date: 1954-11-15
Publication date: 1960-04-14

Description

Brennkraftmaschine mit Aufladung Es ist bereits bekannt, im Ladekreis von Brennkraftmaschinen neben einem von Auspuffgasen angetriebenen Turbogebläse einen mechanisch angetriebenen Verdichter vorzusehen. Der Antrieb des Verdichters erfolgt dabei von der Motorwelle aus mit einem konstanten Übersetzungsverhältnis.
Andererseits ist es auch schon bekannt, das Turbogebläse in den mechanisch angetriebenen Verdichter fördern zu lassen, so daß ein zweistufiges Verdichtungssystem gebildet wird.
Nachteilig ist, daß die bekannten Anordnungen nicht wirksam bis hinab zu kleineren Drehzahlen arbeiten.
Die Erfindung, die diesen Nachteil vermeidet, bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mitAufladung, welche gekennzeichnet ist durch die Vereinigung folgender an sich bekannter Merkmale: a) im Ladekreis sind ein von der Maschine angetriebener Verdichter und ein von den Abgasen angetriebenes Turbogebläse angeordnet; b) der Verdichter wird von einem zugleich die Fahrzeugräder treibenden Verteilergetriebe mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis angetrieben.
Hierdurch besitzt das Turbogebläse, da das Drehmoment des Motors bei den niedrigen Drehzahlen infolge der durch das Verteilergetriebe geregelten Rufladung erheblich ansteigt und da das Volumen der Auspuffgase infolgedessen von den Drehzahlen des Motors wenig abhängig ist, bei den niedrigen Drehzahlen des Motors eine bedeutende Förderleistung und einen erheblichen Förderdruck. Mit zunehmender Motordrehzahl sinkt der Förderdruck des Turbogebläses in Abhängigkeit von der Zunahme des Verbrauches an Verbrennungsluft, denn die durch das Volumen der Auspuffgase bestimmte Leistung des Turbogebläses kann als konstant angesehen werden.
In einer Ausführungsart der Erfindung fördert das Turbogebläse in den vom Verteilergetriebe angetriebenen Verdichter, so daß auf diese Weise ein zweistufiges Verdichtungssystem gebildet ist.
Das so ausgebildete Motoraggregat besitzt den Vorteil, daß dadurch die gewünschte Kennlinie der Aufladevorrichtung mit Regelung durch ein Verteilergetriebe, wonach das Drehmoment des Motors bei den niedrigen Drehzahlen desselben hoch ist und mit zunehmender Drehzahl des Motors absinkt, stärker betont wird.
Die Wirkung dieser zweistufigen Aufladevorrichtung kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch gesteigert werden, daß ein Teil der aus dem Verdichter austretenden Luft am Antrieb des Turbogebläses teilnimmt. -Der Druck der den Verdichter verlassenden Luft steigt infolge der Verstärkung durch die dauerndeWiederverwendung derEnergie an. Der Aufladedruck kann also auf Kosten einer höheren Drehzahl des Motors erhöht werden. Dadurch lassen sich außerordentlich hohe Drehmomente erzielen, die für gewisse kurzzeitige Sonderzwecke, z. B. für das Anfahren des Fahrzeugs, gut brauchbar sind und das Schalten eines Wechselgetriebes erübrigen. Gleichzeitig wird durch die Verdünnung der Auspuffgase mittels der verdichteten Luft deren Temperatur herabgesetzt und die Überhitzung der Abgasturbine des Turbogebläses wirksam bekämpft.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Druckleitung des vom Verteilergetriebe angetriebenen Verdichters und die Zuleitung zur Abgasturbine des Turbogebläses miteinander durch ein Rohrstück verbunden, das ein einstellbares Einlaßorgan enthält, welches einenTeil der- vom Verdichter gefördertenLuft in die Abgasleitung übertreten läßt. Mit Hilfe des Einlaßorgans kann die Erhöhung des Rufladedruckes so geregelt werden, wie dies während der Fahrt zur Erreichung einer hohen Zugkraft erforderlich ist.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt Fig.l in schematischer Draufsicht die Auslegung eines erfindungsgemäßen Motors für den Antrieb eines Fahrzeuges, Fig. 2 in ähnlicherAnsicht eine zweiteAusführungsart der Erfindung, Fig. 3 einen Schnitt durch ein Ventil, das die Selbsterregung des Aufladekreises des Motors steuert.
In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 einen Verbrennungsmotor, 2 ein Verteilergetriebe, das von der Kurbelwelle des Motors angetrieben wird und dessen die Fahrzeugräder antreibende Abtriebswelle 3 in ein Wechselgetriebe 4 ausläuft, an dessen Abtriebsseite eine Welle 5 die Bewegung auf Ausgleichsgetriebe 6 überträgt, das die Hinterräder 7 antreibt. Das Verteilergetriebe 2 treibt ferner über die Kardanwellen 8 und 9 den Verdichter 10 an. Die Wellen 8 und 9 sind durch eine elastische Kupplung 11 miteinander verbunden. In einer besonderen Ausführungsart besteht die letztere im wesentlichen aus einer hier nicht dargestellten Schraubenfeder, deren Achse praktisch mit der Achse der Wellen 8 und 9 zusammenfällt. Ein Ende dieser Feder ist an das Kardan-Abtriebsgelenk der Welle 8 angeschlossen, während das andere Ende der Feder an dem Kardan-Antriebsgelenk der Welle 9 befestigt ist. Die Kraft der Feder ist dabei derart berechnet, daß das Antriebsmoment für den Verdichter übertragen und andererseits eine Winkelabweichung von etwa 90° zwischen dem Leerlauf des Verdichters und seinem Betrieb mit vollemDrehmoment zugelassen wird.
Über die Auspuffleitung 14 werden die vom Motor 1 kommenden Auspuffgase zum Turbogebläse 15 geleitet, dessen Gebläseteil die Luft durch das Filter 16 hindurch ansaugt. Die vomTurbogebläse 15 geförderte Luft tritt in denVerdichter 10 ein, und die im letzteren verdichtete Luft wird durch die Rohrleitung 13 dem Motor 1 zugeführt. Die Rohrleitung 13 ist mit Längskühlrippen versehen, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Der Motor ist somit mit einer zweistufigen Aufladung versehen, deren erste Stufe aus dem Turbogebläse 15, die zweite aus dem Verdichter 10 besteht.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ist die Rohrleitung 13, die die verdichtete Luft dem Motor 1 zuführt, mit der Rohrleitung 14, durch welche die Auspuffgase dem Turbogebläse 15 zuströmen, durch ein quer angeordnetes Rohrstück 23 verbunden.
In diesem Rohrstück 23 befindet sich in der Nähe seines Anschlusses an die Rohrleitung 14 ein Einlaßorgan 24, beispielsweise eine Klappe oder, wie Fig. 3 zeigt, ein Rückschlagventi125.
Dieses Ventil 25 wird in einer Warze 26 geführt und durch eine Feder 27, deren Federkraft mit Hilfe der Mutter 28 eingestellt werden kann, auf seinen Sitz gedrückt. Diese dem Kurzschließen der Vorrichtung entgegenwirkende Federkraft kann entweder konstant sein, und dasGanze wirkt alsdann wie einEntlastungsorgan, das auf Überdruck anspricht, oder aber die Kraft wird in Abhängigkeit von der Kraftstoffördermenge je Arbeitskreislauf des Motors geregelt, beispielsweise indem man die Reguliervorrichtung mit der Lage des Gaspedals verbindet oder indem man ein besonderes Gaspedal für die Regelung vorsieht. Tritt man auf dieses besondere Gaspedal, dann wird die Kraftstoffmenge je Arbeitskreislauf des Motors erhöht, während gleichzeitig die Kraft der Feder 27 entsprechend eingestellt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Brennkraftmaschine mit Aufladung, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender an sich bekannter Merkmale: a) Im Ladekreis sind ein von der Maschine angetriebener Verdichter (10) und ein von den Abgasen angetriebenes Turbogebläse (15) angeordnet; b) der Verdichter (10) wird von einem zugleich die Fahrzeugräder treibenden Verteilergetriebe (2) mit veränderlichem übersetzungsverhältnis angetrieben. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbogebläse (15) in den vom Verteilergetriebe angetriebenen Verdichter (10) fördert, so daß auf diese Weise ein zweistufiges Verdichtungssystem gebildet ist. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der aus dem Verdichter (10) austretenden Luft am Antrieb des Turbogebläses (15) teilnimmt. 4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitung (13) des vom Verteilergetriebe angetriebenen Verdichters (10) und die Zuleitung (14) zum Turbogebläse (15) miteinander durch ein Rohrstück (23) verbunden sind, das ein einstellbares Einlaßorgan (25) enthält, welches einen Teil der vom Verdichter (10) geförderten Luft in die Abgasleitung übertreten läßt. 5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßorgan (25) in Abhängigkeit von der je Arbeitszyklus der Brennkraftmaschine geförderten Kraftstoffmenge einstellbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 545 907, 712 583; schweizerische Patentschrift Nr. 246 780.