DE1181986B - Mehrzylindrige Zweitaktbrennkraftmaschine - Google Patents

Mehrzylindrige Zweitaktbrennkraftmaschine

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Publication number
DE1181986B
DE1181986B DEA36492A DEA0036492A DE1181986B DE 1181986 B DE1181986 B DE 1181986B DE A36492 A DEA36492 A DE A36492A DE A0036492 A DEA0036492 A DE A0036492A DE 1181986 B DE1181986 B DE 1181986B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
air
cylinder
scavenging
fan
internal combustion
Prior art date
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Pending
Application number
DEA36492A
Other languages
English (en)
Inventor
Lars Thorbjoern Collin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Goetaverken AB
Original Assignee
Goetaverken AB
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Filing date
Publication date
Application filed by Goetaverken AB filed Critical Goetaverken AB
Publication of DE1181986B publication Critical patent/DE1181986B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

  • Mehrzylindrige Zweitaktbrennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine mehrzylindrige Zweitaktbrennkraftmaschine mit einem durch eine Abgasturbine angetriebenen Spül- und Ladeluftgebläse und mit einem vom Kurbeltrieb der Maschine aus angetriebenen Kolbenspülgebläse, welches eine geringere Zahl von Zylindern hat als die Brennkraftmaschine, parallel zu dem Abgasturbogebläse Luft fördert und so ausgebildet ist, daß seine Fördermenge mit zunehmendem Druck der vom Abgasturbogebläse geförderten Spülluft abnimmt, und umgekehrt.
  • Bei Zweitaktbrennkraftmaschinen ist die Energie der Abgase bei geringen Maschinenbelastungen bzw. beim Anlassen der Maschine gewöhnlich nicht ausreichend, um ein zufriedenstellendes Laufen der Abgasturbine des Spül- und Ladeluftgebläses zu ermöglichen. Zur Vermeidung dieses Nachteils sind schon viele Lösungen vorgeschlagen worden. Bei einer bekannten Ausführung wird eine Spülluft-Kolbenpumpe von der Brennkraftmaschine angetrieben. Dabei besteht die Möglichkeit, die Pumpe entweder in Reihe oder parallel zum Abgasturbogebläse anzuordnen. Eine solche Spülluft-Kolbenpumpe kann entweder als größere Einheit ausgebildet werden, die direkt von der Kurbelwelle aus angetrieben wird, es kann aber auch zweckmäßig sein, eine Reihe von kleineren Pumpenzylindern vorzusehen, die den einzelnen Kurbeltrieben der verschiedenen Maschinenzylinder zugeordnet sind und von diesen angetrieben werden.
  • Zusätzlich einem Abgasturbogebläse zugeordnete Kolbenpumpen, die bei geringer Belastung bzw. wenn die Maschine angelassen wird, in Betrieb genommen werden, sind ebenfalls bekannt. Bei solchen Anordnungen muß aber bisher eine Umsteuerung zwischen Kolbenpumpen und Abgasturbogebläse vorgesehen werden, die in Abhängigkeit von einem selbsttätigen Regler in der Abgasleitung durch Abtasten der dort herrschenden Temperaturen über Druckmembranen eine Ventileinrichtung betätigt, die z. B. -die Kolbenpumpe ausschaltet, sobald das Abgasturbogebläse genügend Luft liefert, und umgekehrt. Diese Umsteuerungsanordnung verteuert die Anlage und ist auch störanfällig.
  • Es ist ferner bekannt, die Umsteuerung vom Kolbenpumpenbetrieb auf Abgasturbogebläsebetrieb mechanisch oder manuell vorzunehmen. Im ersteren Fall sind für die Umsteuerung mehrere federbelastete Druck- und Saugventile sowie Schieberventile erforderlich, die bei größerer Anzahl die Strömungs-und damit auch die Energieverluste erhöhen. Die manuelle Umsteuerung hängt dagegen ganz von der Erfahrung des Bedienungspersonals ab. Beim Abwägen, ob Parallel--oder Serienbetrieb"zu bevorzugen ist, wird erfindungsgemäß das letztere System angewendet. Der eventuelle Vorteil einer einzigen Spülluftpumpe, die parallel mit dem Ahgasturbogebläse arbeitet, gegenüber mehreren kleinen Spülluftpumpen, die in Serie angeordnet sind, Wird durch den Nachteil großen Energieverbrauches ocre bei Pumpen mit wesentlich geringerer dadurch ausgeglichen, daß nur die der Pumpe am nächsten liegenden Zylinder genügend Spülluft: eZ-halten.
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage dieser Art. Infolge der Tatsache, daß das Spülluft-Kolb@naggregat hauptsächlich bei geringen Maschinenbelastungen zur Wirkung kommt, kann eine beträchtliche Vereinfachung der Anlage erreicht werden, wenn diese erfindungsgemäß so ausgebildet ist, daß in an sich bekannter Weise jedem Brennkraftmaschinenzylinder eine Spülluftkammer zugeordnet ist, daß ferner die Spülluftkammern benachbarter Zylinder durch Öffnungen miteinander in Verbindung stehen und daß jeder Zylinder des Kolbenspülgebläses in eine -der Spülluftkammern Luft föxdert, während die übrigen -Spülluftkammern mit der Druckleitung des Abgasturbogebläses verbunden sind.
  • Von ausschlaggebender Bedeutung für die Wahl des Serienbetriebes mit mehreren Kolbenspülpumpen, z. B. eine für jeden zweiten Zylinder, ist somit der kürzestmögliche Verteilungsweg, was sehr kleine Strömungsverluste ergibt, wodurch die Kolbenspülpumpen mit geringerem Kompressionsverhältnis ausgebildet werden können. Dies wirkt sich zugunsten kleinerer Energieverluste aus. Durch das serienmäßige Anbringen der Pumpen kann weiterhin trotz niedriger Kompression eine gleichmäßige und ausreichende Spülluftverteilung gewährleistet werden.
  • Da die Pumpenzylinder mit den zugehörigen Spülluftkammern und die Leitung des Abgasturbogebläses mit den zwischenliegenden Spülluftkammern verbunden sind, wird die gleichmäßige Verteilung der Luft bei geringsten Strömungsverlusten unabhängig davon erreicht, welche Spülluftquelle hauptsächlich wirksam ist.
  • Die Spülluft-Kolbenpumpen sind zweckmäßig mit einem so geringen Kompressionsverhältnis ausgebildet, daß die Pumpen bei geringen Maschinenbelastungen, wobei der Druck der vom Abgasturbogebläse gelieferten Luft klein ist, fast das ganze Hubvolumen an Luft in die Kammern liefern, während bei größeren Belastungen und höherem Spülluftdruck hinter dem Abgasturbogebläse der volumetrische Wirkungsgrad abnimmt, so - daß ein Minimum an Luftmenge geliefert wird.
  • Die Zeichnung veranschaulicht als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Brennkraftmaschine großer Leistung, von der jedoch nur drei Zylinder im Schnitt dargestellt sind.
  • Die Brennkraftmaschine hat eine beliebige Anzahl von Zylindern 1, von denen jeder in ein Gehäuse eingesetzt und von diesem getragen wird, das eine Luftkammer 2 umschließt. Diese Kammern 2 sind in Längsrichtung der Maschine miteinander durch öffnungen 3 in den Trennwänden zwischen den Zylindern verbunden. Von den Auslässen der Maschine, die nicht dargestellt sind, gelangen die Abgase in eine Leitung 4, die zu einer Turbine 5 führt. Diese Turbine treibt ein Gebläse 6 an, das die übliche Spül- und Ladeluft über einen Kühler 7 in eine Leitung 8 liefert, die längs der Maschine verlegt ist: Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Maschine so ausgebildet, daß nur jeder zweite Zylirxder mit der Leitung 8 durch Zweigrohre 9 verbunden ist. Für die zwischenliegenden Zylinder sind Spülluft-Kolbenpumpen 10 vorgesehen, die zum Antrieb an den zugehörigen Zylindern mit der Kurbelwelle verbunden sind. Die Luft wird von den Spülluftpumpen durch einen Einlaß 11 angesaugt und über Rückschlagventile 12 direkt in die Spülluftkammer des zugehörigen Zylinders gedrückt.
  • Diese Spülluft-Kolbenpumpen 10 sind mit einem niedrigen Kompressionsverhältnis ausgeführt, und demgemäß wird bei geringen Maschinenbelastungen, wenn der Druck der vom Gebläse 6 gelieferten Luft gering ist, ungefähr das ganze Hubvolumen in die Spülluftkammer geliefert. Bei größeren Maschinenbelastungen wird der Druck der Spülluft in der Leitung 8 und in den Spülluftkammern 2 höher, und der geringe volumetrische Wirkungsgrad ergibt in diesem Fall ein Minimum an Luftzufuhr. Es ist völlig ausreichend, wenn die Spülluftpumpen eine solche Luftmenge liefern, daß eine genügende Ableitung der Reibungswärme von ihren Kolben und Zylindern erreicht wird. Ein Kühlen der Luft hinter den Spülluftpumpen bei solchen Zwischenbelastungszuständen, wobei die beiden Aggregate für die Spülluftlieferung arbeiten, ist nicht nötig, weil sie mit der gekühlten Luft aus dem Turbogebläse vermischt wird.
  • Wenn die Maschine angelassen wird und geringe Belastungen vorliegen, wird mithin die Spülluft von den Spülluft-Kolbenpumpen geliefert, wobei die jedem zwischen zwei anderen Zylindern liegenden Zylinder gelieferte Luft durch die Öffnung 3 in die Spülluftkammern der beiden anderen Zylinder übergeleitet wird. In Abhängigkeit von der Erhöhung der Belastung bzw. von der Drehzahl übernimmt das Turbogebläse mehr und mehr die Lieferung der Spülluft. Die den Spülluftkammern durch die Zweigleitungen 9 am ersten, dritten ... Zylinder zugeleitete Luft strömt nun in umgekehrter Richtung durch die Öffnungen 3 in die Spülluftkammer des zwischenliegenden Zylinders.
  • Die Spülluft-Kolbenpumpen können einfach oder doppelt wirkend ausgeführt sein, und Hub sowie Bohrung der Zylinder können dem zur Verfügung stehenden Platz angepaßt werden. Die Anzahl der Pumpenzylinder kann gegenüber der Anzahl der Maschinenzylinder variiert werden, im allgemeinen ist es jedoch zweckmäßig, eine Spülluftpumpe zwischen zwei Zylindern, die keine Spülluftpumpe haben, vorzusehen, selbst wenn es natürlich in gewissen Fällen möglich sein kann, die Anzahl dieser Pumpen noch mehr zu vermindern. Unbedingt sollten allerdings diese Pumpen in Längsrichtung der Maschine gleichmäßig angeordnet sein.

Claims (1)

  1. Patentansprüche: 1. Mehrzylindrige Zweitaktbrennkraftmaschine mit einem durch eine Abgasturbine angetriebenen Spül- und Ladeluftgebläse und mit einem vom Kurbeltrieb der Maschine aus angetriebenen Kolbenspülgebläse, welches eine geringere Zahl von Zylindern hat als die Brennkraftmaschine, parallel zu dem Abgasturbogebläse Luft fördert und so ausgebildet ist, daß seine Fördermenge mit zunehmendem Druck der vom Abgasturbogebläse geförderten Spülluft abnimmt und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise jedem Brennkraftmaschinenzylinder eine Spülluftkammer zugeordnet ist, daß ferner die Spülluftkammern benachbarter Zylinder durch Öffnungen miteinander in Verbindung stehen und daß jeder Zylinder des Kolbenspülgebläses in eine der Spülluftkammern Luft fördert, während die übrigen Spülluftkammern mit der Druckleitung des Abgasturbogebläses verbunden sind. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichtungsverhältnis des Kolbenspülgebläses so ausgelegt ist, daß gegen den vom Abgasturbogebläse bei normaler Belastung erzeugten Spülluftdruck nur eine geringe Luftmenge von dem Kolbengebläse gefördert wird. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise jedem zweiten Maschinenzylinder ein vom Kurbeltrieb dieses Zylinders angetriebener Gebläsezylinder zugeordnet ist. 4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei normaler Belastung der Maschine nur eine so große Luft- menge durch die Geblsezylinder .ström wie für die Kühlung der Kolbengeblase erforderlkh ist.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 660 294; USA.-Patentschriften Nr.. 2 779155, 2 889 682.
DEA36492A 1960-01-15 1961-01-13 Mehrzylindrige Zweitaktbrennkraftmaschine Pending DE1181986B (de)

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SE1181986X 1960-01-15

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DE (1) DE1181986B (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB660294A (en) * 1947-12-31 1951-11-07 Werkspoor Nv A two stroke cycle internal combustion engine comprising a blower driven by the energy of the exhaust gases
US2779155A (en) * 1953-11-19 1957-01-29 Worthington Corp Turbocharging system for internal combustion engines
US2889682A (en) * 1956-11-20 1959-06-09 Worthington Corp Two-cycle internal combustion engine

Patent Citations (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US2779155A (en) * 1953-11-19 1957-01-29 Worthington Corp Turbocharging system for internal combustion engines
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