DE1576233A1

DE1576233A1 - Turbocharged two-stroke piston internal combustion engine

Info

Publication number: DE1576233A1
Application number: DE19671576233
Authority: DE
Inventors: Petak Dipl-Ing Helmut
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1967-04-05
Filing date: 1967-04-07
Publication date: 1970-07-16
Also published as: CH473309A; NL6707357A; DK115368B; DE1576233B2; GB1217045A; ES352342A1; FR1556911A

Description

P.4112P.4112

Gebrüder S u 1 ζ e r Aktiengesellschaft, Winterthur/SchweizGebrüder S u 1 ζ e r Aktiengesellschaft, Winterthur / Switzerland

Aufgeladene Zweitakt-Kolbenbrennkraftmaschine Turbocharged two-stroke piston internal combustion engine

Die Erfindung betrifft eine aufgeladene Zweitakt-Kolbenbrenrikraftmaschine mit Staubetrieb und mit mehr als vier Zylindern, bei welcher die Abgasleitung mehrere Abgasaufnehmer enthält, von denen "jeder an eine mehreren Zylindern gemeinsame Abgasturbine angeschlossen ist.The invention relates to a supercharged two-stroke piston engine with accumulation operation and with more than four cylinders, in which the exhaust line contains several exhaust gas absorbers, each of which is connected to several cylinders common exhaust gas turbine is connected.

Bei der Aufladung von Zweitakt-Kolbenbrennkraftmaschinen sind bisher zwei grundlegende Systeme bekanntgeworden, und zwar das Stausystem und das Stosssystem.So far, two basic systems have become known for the charging of two-stroke piston internal combustion engines, namely the storage system and the shock system.

Beim Stausystem werden die Abgase aller Zylinder einer Maschine in einen gemeinsamen Abgasaufnehmer geleitet, um von dort im Normalfalle einer oder höchstens zwei Abgasturbinen zuzuströmen. Dieses System hat den Vorteil eines einfachen Aufbaues und eines guten Wirkungsgrades bei Volllast, insbesondere,bei Motoren mit hohem Ladedruck. Um bei diesem System jedoch den Druck im gemeinsamen Abgasaufnehmer annähernd'konstant zu halten, äst ein grosses Volunen des Aufnehmers erforderlich·, zusammen mit einem grossen Querschnitt.In a dam system, the exhaust gases from all cylinders of a machine are fed into a common exhaust gas collector, to from there in the normal case one or at most two exhaust gas turbines to flow in. This system has the advantage of a simple structure and good efficiency at full load, especially in engines with high boost pressure. To at this system, however, the pressure in the common exhaust gas receiver Keeping it approximately constant is a major concern of the transducer required ·, together with a large cross-section.

009829/0349009829/0349

Normalerweise beträgt das Volumen eines Aufnehmers nach diesem System mindestens das 3-fache des Hubvolumens aller an den Aufnehmer angeschlossenen Zylinder. Das bedeutet, besonders bei grossen Motoren, einen erheblichen Raumbedarf. Ausserdem entstehen bei Teillast g-rosse Energieverluste durch Entspannung der Abgase bei der Einführung aus den Zylindern in den Aufnehmer sowie durch Abkühlung im Aufnehmer. Das hat ein schlechtes Teillastverhalten der mit diesem System ausgerüsteten Maschinen. · zur Folge, so dass z.B. Zusatzgebläse für Teillastbetrieb erforderlich sind. . ·Normally the volume of a transducer according to this system is at least 3 times the stroke volume of all cylinder connected to the transducer. This means a considerable amount of space, especially with large engines. Besides that there are large energy losses due to relaxation at partial load of the exhaust gases as they are introduced from the cylinders into the sensor as well as through cooling in the transducer. The machines equipped with this system have poor partial load behavior. · result, so that e.g. additional fans are required for partial load operation. . ·

Bei der Aufladung nach dem Stosssystem werden möglichst kleine Volumina der von den Zylindern zu den Turbinen führenden Abgasleitungen angestrebt. So ist z.B. das Volumen einer Abgasleitung einer Gruppe von 3 Zylindern ungefähr gleich gross wie das Hubvolumen eines Zylinders. Das gibt in diesem Falle ein Volumen von 0,33 Hubvolumen eines Zylinders pro an die Leitung angeschlossenen Zylinder. Es ist dadurch möglich, die Druckwellen der Auspuffstösse, d.h. die kinetische Energie der Abgase in der Turbine .des Abgasturboladers auszunützen, so dass diese Maschinen auch einen Teillastbetrieb ohne besondere Schwierigkeiten ermöglichen. Wegen der gegenseitigen Beeinflussung der Druckstösse aus den einzelnen Zylindern ist es jedoch notwendig, nur jene Zylinder auf einen Gaseintritt einer Turbine zusammenzufassen, welche sich gegenseitig nicht stören, d."h. deren Zündabstand genügend gross ist. Der Zündabstand von Zylindern, deren Zusammenfassung möglich ist, ' ■When charging according to the shock system, the smallest possible volumes are those leading from the cylinders to the turbines Desired exhaust pipes. For example, the volume of an exhaust pipe in a group of 3 cylinders is roughly the same like the displacement of a cylinder. In this case, that gives a volume of 0.33 stroke volume of one cylinder per to the Line connected cylinder. It is thereby possible to use the Pressure waves of the exhaust shocks, i.e. to use the kinetic energy of the exhaust gases in the turbine of the exhaust gas turbocharger, so that these machines also enable partial load operation without any particular difficulties. Because of mutual Influencing the pressure surges from the individual cylinders However, it is necessary to summarize only those cylinders on a gas inlet of a turbine which are mutually exclusive do not interfere, i.e. "whose ignition interval is sufficiently large Firing interval of cylinders, which can be combined, '■

rf'rf '

-.'·-' BAD ORIGINAL -' 009829/0349 —- ^J -. '· -' BAD ORIGINAL - '009829/0349 - - ^J

beträgt normalerweise 120° Kurbelwellenwinkel, mindestens jedoch 90°. Zur Erzielung eines guten Wirkungsgrades ist es dabei erforderlich, für jede Gruppe von 3 Zylindern einen Abgasturbolader vorzusehen, was die Anlage verteuert. Werden mehrere Gruppen auf verschiedene Segmente eines Turboladers zusammengefasst, so ergibt dies lange Leitungen mit grossem Volumen, die schwer unterzubringen sind, bei verschlechtertem Wirkungsgrad der Anlage.is normally 120 ° crankshaft angle, at least but 90 °. In order to achieve good efficiency, it is necessary to have an exhaust gas turbocharger for each group of 3 cylinders to provide what makes the system more expensive. Are several groups on different segments of a turbocharger In summary, this results in long, large-volume lines that are difficult to accommodate when deteriorated Plant efficiency.

Die Erfindung hat die Schaffung eines neuartigen Aufladesystems zum Ziel, welches die Vorteile der bekannten Systeme aufweist, ohne deren Nachteile aufzuweisen. .Es soll bei einem einfachen Aufbau ein hoher Wirkungsgrad bei Volllast und bei hohen Ladedrücken erzielt werden, bei gleichzeitig besseren Verhalten bei Teillast.The invention aims to provide a novel charging system which has the advantages of the known Having systems without having their disadvantages. .It should be achieved with a simple structure, a high degree of efficiency at full load and at high boost pressures, while at the same time better behavior at part load.

Erfindungsgemäss wird dieses Zi<.i. dadurch erreicht, dass an einen Abgasaufnehmer jeweils höchstens drei Zylinder voll angeschlossen sind, deren Zündabstände mindestens 90° Kurbeiwinkel betragen.According to the invention, this Zi <.i. achieved by that there is a maximum of three cylinders on an exhaust gas sensor are fully connected with an ignition interval of at least 90 ° crank angle.

Es ist dadurch möglich, den Abgasaufnehmern gesamthaft kleinere Abmessungen zu geben, als sie für einen gemeinsamen Aufnehmer bei einer Aufladung nach dem Stausysten erforderlich vären. So kann z.B. der Aufnehmer ein Volumen von 1,5 bis 2,5 Hubvolumen eines Zylinders pro angeschlossenen Zylinder haben, gegenüber mehr als 3 beim bisherigen Stausystem. In einem so dimensionierten Abgasaufnehjner entstehen zwarThis makes it possible to use the exhaust gas absorbers as a whole To give smaller dimensions than they are for a common sensor when charging according to the stausysten be required. For example, the transducer can have a volume of 1.5 to 2.5 stroke volume of a cylinder per connected Cylinders have, compared to more than 3 in the previous storage system. In an exhaust gas receiver dimensioned in this way,

009829/03A9009829 / 03A9

Druckschwankungen durch Auspuffstösse, die beim bekannten Stausystem unerwünscht sind, da sie den Spülvorgang stören. Bei der erfindungsgemässen Anordnung können diese Druckwellen jedoch vorteilhaft wirken, da durch den momentanen Rückstau der Spülluft in den betreffenden Zylindern elin Nachladeeffekt entsteht, durch welchen die im Zylinder verbleibende Frischluftmenge vergrössert wird.Pressure fluctuations due to exhaust shocks that occur with the known Reservoir system are undesirable because they interfere with the flushing process. In the arrangement according to the invention, these pressure waves have an advantageous effect, however, since the momentary back pressure of the scavenging air in the relevant cylinders has a reloading effect arises, through which the amount of fresh air remaining in the cylinder is increased.

Es ist dabei möglich, mehrere Abgasaufnehmer an eine gemeinsame Abgasturbine anzuschliessen, "wobei eine Verbindung der von den einzelnen Aufnehmern führenden Leitungen kurz vor der Abgasturbine erfolgt. Dadurch ist es möglich, auch bei mehreren Abgasaufnehmern eine einzige Abgasturbine zu verwenden, was zu einer bedeutenden Vereinfachung der Anlage führt.It is possible to connect several exhaust gas absorbers to one to connect common exhaust gas turbine, "whereby a connection of the lines leading from the individual sensors is short takes place in front of the exhaust turbine. This makes it possible to use a single exhaust gas turbine even with several exhaust gas absorbers, which leads to a significant simplification of the plant.

Die Verbindung der von den einzelnen Aufnehmern führenden Leitungen und deren Anschluss an die Abgastiirbine kann auf die Weise erfolgen,, dass die Abgase durch ein Aussenrohr und ein in diesem befindliches Innenrohr geführt werden. Die Innenrohre enden in diesem Falle kurz vor der Abgasturbine. Dadurch wird ein einfacher Anschluss mehrerer Aufnehmer an eine gemeinsame Abgasturbine mit voller Beaufschlagung und daher gutem Wirkungsgrad erzielt, wobei die gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Zylinder kleingehalten wird und sogar unter Umständen in günstiger Weise ausgenützt werden kann.The connection of the lines leading from the individual sensors and their connection to the exhaust gas turbine can take place in such a way, that the exhaust gases are led through an outer pipe and an inner pipe located in this. the In this case, the inner pipes end just before the exhaust gas turbine. This makes it easy to connect multiple transducers to a common exhaust gas turbine with full admission and therefore good efficiency achieved, with mutual interference the individual cylinder is kept small and can even be used in a favorable manner under certain circumstances.

Wenn z.B. bei einem Motor mit fünf oder mit sieben Zylindern zwei Abgasaufnehmer vorgesehen sind, so kann derIf, for example, two exhaust gas absorbers are provided for an engine with five or seven cylinders, the

009829/03 4 9 BhD 009829/03 4 9 BhD

mittlere Zylinder vorzugsweise je mit einer Hälfte seiner Abgasleitung an die beiden Abgasaufnehmer angeschlossen sein. Dadurch wird bei sieben Zylindern die Anordnung eines Abgasaufnehmers für den überzähligen Zylinder vermieden und gleichzeitig werden die den einzelnen Aufnehmern zugeführten Abgasmengen vergleichmässigt. Diese,Massnahme kann auch hlt Vorteil bei einem Motor mit fünf Zylindern angewandt werden. middle cylinder preferably each with one half of its exhaust pipe must be connected to the two exhaust gas absorbers. This creates the arrangement of an exhaust gas sensor with seven cylinders for the surplus cylinder avoided and at the same time the exhaust gas quantities fed to the individual sensors leveled out. This measure can also be applied to an engine with five cylinders.

Bei oiner Anordnung zweier benachbarter Aufnehmer, die an-verschiedene Äbgasturbinen angeschlossen sind, ist es möglich, dies-e^äUTch eine ^.drosselnde Verbindungsöffnung miteinander zu verbinden. Dadurch wird der mittlere Druck in den beiden Aufnehmern ausgeglichen und eine ungleichmässige Belastung der Abgasturbinen, die aus verschiedenen Gründen eintreten kann, vermieden.With an arrangement of two adjacent transducers, that are connected to various exhaust gas turbines, it is possible, this-e ^ äUTch a ^ .rottling connection opening with each other connect to. This will determine the mean pressure in the two transducers balanced and an uneven load on the exhaust gas turbines, which for various reasons can occur, avoided.

Vorzugsweise ist es möglich, die einzelnen Abgasaufnehmer durch Unterteilung eines grossen gemeinsamen Aufnehmers durch Trennwände auszubilden. Auf diese Weise wird eine einfache konstruktive Anordnung mit optimaler Raumausnützung erhalten. .It is preferably possible to design the individual exhaust gas absorbers by subdividing a large common absorber by means of partition walls. That way will a simple structural arrangement with optimal use of space obtain. .

Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung schematiseh. dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert.The invention is illustrated schematically in the drawing. illustrated embodiments explained.

Es zeigen: . ■*·■,...Show it: . ■ * ■, ...

die Fig.1 und 2 zwei mögliche Ausführungen der Erfindung bei einem aufgeladenen Zweitaktmotor mit acht Zylindern,FIGS. 1 and 2 show two possible embodiments of the invention in the case of a turbocharged two-stroke engine with eight cylinders,

BAD ORlOik'AL 0 0 9 8 2 9/0349BAD ORlOik'AL 0 0 9 8 2 9/0349

Fig.3 ein Diagramm der Zündfolge zu denFig. 3 is a diagram of the firing sequence for the

Motoren nach den Fig.1 und 2,Motors according to Figures 1 and 2,

Fig.4 und 5 zwei Möglichkeiten der AusführungFig. 4 and 5 two options for execution

bei einem Motor mit fünf Zylindern,for an engine with five cylinders,

Fig.6 und 7 die Anordnung bei. einem Motor mit6 and 7 show the arrangement at. a motor with

sechs Zylindern,six cylinders,

Fig.8 und 9 die Anordnung bei einem Motor mit8 and 9 show the arrangement in a motor with

sieben Zylindern,seven cylinders,

Fig.10, 11 und 12 Anordnungen bei Motoren mit neun,Fig. 10, 11 and 12 arrangements for engines with nine,

zehn und zwölf Zylindern,ten and twelve cylinders,

Fig.13 ein Diagramm der Zündfolge zu denFig. 13 is a diagram of the firing sequence for the

Fig.A und 5,Figs. A and 5,

Fig.14 ein Diagramm der Zündfolge zu denFig. 14 is a diagram of the firing sequence for the

Fig.6 und 7,Fig. 6 and 7,

Fig.15 ein Diagramm der Zündfolge zu denFig. 15 is a diagram of the firing sequence for the

Fig.8 und 9.Fig. 8 and 9.

Fig.16, 17 und 18 Zündfolgen zu den Anordnungen nachFig. 16, 17 and 18 firing sequences for the arrangements according to

den Fig.10, 11, 12 undFigures 10, 11, 12 and

Fig.19 ' ein Diagramm der Druckverläufe beiFig. 19 'a diagram of the pressure curves in

einem Motor mit gemeinsamem Abgasaufnehmer ohne die erfindungsgemässe Unterteilung, verglLchenmit Druckverläufen bei der erfindungsgenässen Ausbildung. - ·an engine with a common exhaust gas collector without the inventive Subdivision, compared with pressure curves in the case of the invention Education. - ·

Die Fig.1 zeigt einen Zweitakt-Dieselmotor mit Zylindern*Fig. 1 shows a two-stroke diesel engine with cylinders *

009829/0349009829/0349

20, die gemäss ihrer Reihenfolge mit der Reihenzahl 1-8 bezeichnet sind. Die Zylinder sind an einen gemeinsamen Luftaufnehmer 21 angeschlossen, der die Ladeluft von einem Gebläse 22 einer Turboladegruppe erhält. Die Abgase der einzelnen Zylinder 20 werden in Abgasaufnehmer 23, 24, 25 geleitet, welche Teile eines gemeinsamen grossen Aufnehmers 26 sind. Die Unterteilung erfolgt durch Trennwände 27, 28. Zum Anschluss der Aufnehmer- 23, 24 und 25 an eine gemeinsame Abgasturbine ist ein Aussenrohr 29 vorgesehen, in welches von den Aufnehmern 24 und25 führende Verbindungsrohre 30 und 31 münden. Die Rohre 30 und 31 enden dabei kurz vor der Turbine 28, so dass eine gemehsame Verbindung der einzelnen Aufnehmer 23, 24 und 25· entsteht. Die Turbine 28 wird durch die aus der Rohrleitung eintretenden Abgase aller Abgasaufnehrcer voll beaufschlagt. Wie aus dem gestrichelt eingezeichneten Schnitt des Abgasaufnehmers 23 hervorgeht, hat dieser einen runden Querschnitt, wobei die Verbindungsrohre 30 und 31 Hälften eines durch den Aufnehmer 23 führenden runden Rohres sind.20, which according to their order with the number of rows 1-8 are designated. The cylinders are connected to a common air receiver 21 connected to the charge air from a blower 22 of a turbocharger group. The exhaust gases from the individual cylinders 20 are fed into exhaust gas absorbers 23, 24, 25, which parts of a common large transducer 26 are. The subdivision is made by partition walls 27, 28. For connection the transducers 23, 24 and 25 to a common exhaust gas turbine An outer tube 29 is provided, into which connecting tubes 30 and 31 leading from the sensors 24 and 25 open. The pipes 30 and 31 end just before the turbine 28, so that a easy connection of the individual transducers 23, 24 and 25 arises. The turbine 28 is through the out of the pipeline entering exhaust gases of all exhaust gas absorbers fully acted upon. As can be seen from the dashed section of the exhaust gas receiver 23, this has a round cross-section, wherein the connecting pipes 30 and 31 halves one through the Sensor 23 leading round tube are.

Die Anordnung ist so gewählt, dass in der beim Stosssystem bekannten Weise an einen der Behälter 23, 24, 25 jeweils Zylinder angeschlossen sind, deren Auspuffstösse die in den übrigen Zylindern stattfindenden Arbeitsgänge nicht ungünstig beeinflussen. Das wird dadurch erreicht, dass die Zündfolge in benachbarten Zylindern un mindestens 90° gegeneinander versetzt ist. Das Volumen der einzelnen AbgaslsitungenThe arrangement is chosen so that in the impact system known manner to one of the containers 23, 24, 25, respectively Cylinders are connected, the exhausts of which the Do not adversely affect the operations taking place in the other cylinders. This is achieved by the Firing order in adjacent cylinders and at least 90 ° to each other is offset. The volume of the individual exhaust gas lines

009829/03 4 9009829/03 4 9

■ -ι■ -ι

BADORiGSNAL .-■■."■BADORiGSNAL .- ■■. "■

ist durch die Aufnehmer bedeutend- grosser als das Volumen der Abgasleitungen nach de*m Stosssystem, und zwar beträgt dieses mindestens 1,5 Hubvolumen eines Zylinders pro angeschlossenen Zylinder.- So hat z.B. ein Aufnehmer mit den Leitungen, an welchen drei Zylinder angeschlossen sind, mindestens das Volumen von 4,5 Hubvolumen. Vorteilhafterweise ist dieses Volumen jedoch kleiner als es bei einem Motor mit Stauaufladung der Fall wäre.is significantly larger than the volume due to the transducers of the exhaust pipes according to the shock system, namely this at least 1.5 stroke volume of a cylinder per connected Cylinder - For example, a sensor with the lines to which three cylinders are connected has at least the same volume of 4.5 stroke volume. However, this volume is advantageously smaller than it is in the case of an engine with accumulation charging Case would be.

Die Anordnung nach der Fig.2 unterscheidet sich von der Anordnung nach der Fig.I dadurch, dass zwei Turboladegruppen 40, 41 und42, 4 3 an beiden Enden der Maschine vorgesehen sind. Die Zylinder 4 4 erhalten, die Spül- und Ladeluft aus einem gemeinsamen Aufnehmer 45, der an die Gebläse 40 und 42 angeschlossen ist. Die Abgase der Zylinder 44 werden in Abgasaufnehmer 46, 47 und 48 geleitet. Der Abgasaufnehmer ist durch ein Rohr 49 andie Turbine 41 angeschlossen, der Ab-•gasaufnehmer 46 durch ein Rohr 50 an die Turbine 43. In den Abgasaufnehmern 46 und 48 befinden sich Rohre 51 und 52, welche aus dem Aufnehmer 4 7 in die Rohre 49 und 50 führen und in diesen kurz vor den Turbinen 41 bzw. 4 3 enden. Die Funktion dieser Anordnung ist im wesentlichen gleich wie der nach der Fig.1, mit dem Unterschied, dass die Abgase aus dem Aufnehmer 47 auf die Turbinen 41 und 43 verteilt werden.The arrangement according to Figure 2 differs from the arrangement according to Fig.I in that two turbocharger groups 40, 41 and 42, 4 3 are provided at both ends of the machine are. The cylinders 4 4 receive the scavenging and charge air from a common transducer 45, which is connected to the fans 40 and 42 is connected. The exhaust gases of the cylinders 44 are passed into exhaust gas receiver 46, 47 and 48. The exhaust gas collector is connected to the turbine 41 by a pipe 49, the exhaust • gas receiver 46 through a pipe 50 to the turbine 43. In the Exhaust gas absorbers 46 and 48 are tubes 51 and 52 which lead from the absorber 4 7 into tubes 49 and 50 and into them just before the turbines 41 or 4 3 end. The function of this arrangement is essentially the same as that according to the Fig.1, with the difference that the exhaust gases from the sensor 47 to the turbines 41 and 43 are distributed.

Diese Anordnung hat gegenüber der Anordnung nach der Fig.1 den Vorteil, dass im Falle einer Havarie einer der Tur-This arrangement has the advantage over the arrangement according to FIG. 1 that in the event of an accident one of the turntables

00982 9/034 900982 9/034 9

boladegruppen mit einfachen Mitteln eine Fortsetzung des Betriebes mit ca 75$ der vollen Leistung möglich ist. Es genügt in diesem Falle, nur die betreffende der Leitungen 51, 52 abzuschliessen und die havarierte Turboladegruppe zu blockieren.Bolade groups can continue operations with simple means with about $ 75 of the full service is possible. It is sufficient in this case, only terminate the relevant one of the lines 51, 52 and to block the damaged turbocharger group.

Die Fig.4 - 12 zeigen im Schema weitere mögliche Ausführungen der Anordnung bei Motoren, mit verschiedenen ZyÄderzahlen, wobei die Fig.13 - 18 jeweils die dazugehörigen Zündfolgen enthalten. Die Bezeichnung der Reihenfolge der Zylinder erfolgt dabei immer, wie in der Fig.1, von links. Die Darstel-. lung entspricht der bei den-Fig.1 und 2 verwendeten Darstellungsweise, so dass sich nähere Erläuterungen erübrigen. Bei den Anordnungen nach den Fig.4, 5, 8 und 9 besteht die Besonderheit, dass der mittlere Zylinder mit seiner Auspuffleitung je zur Hälfte an beide vorgesehene Abgasaufnehmer angeschlossen ist. Dadurch wird eine Vereinfachung der Anlage, erzielt. Entsprechend den am Beginn aufgestellten Forderungen bezüglich des Zündabstandes zwischen Zylindern, die an einen Aufnehmer ' angeschlossen sind,» wäre es nämlich notwendig, den mittleren Zylinder allein an einen Aufnehmer mit entsprechend grossein Volumen anzuschliessen. Durch die erwähnte Aufteilung der Abgase des Zylinders auf beide Aufnehmer ist die Anordnung eines derartigen Aufnehmers überflüssig, da ein nur air Hälfte angeschlossener Zylinder, wie es sich erwiesen hat, den Betrieb praktisch nicht ungünstig beeinflusst.FIGS. 4-12 show further possible designs in the scheme the arrangement of engines with different numbers of cylinders, 13-18 each showing the associated firing sequences contain. The designation of the sequence of the cylinders is always, as in FIG. 1, from the left. The performing. development corresponds to the representation used in Figures 1 and 2, so that further explanations are superfluous. at the arrangements according to FIGS. 4, 5, 8 and 9 have the special feature, that the middle cylinder with its exhaust pipe ever half connected to both of the intended exhaust gas absorbers is. This simplifies the system. Corresponding the requirements made at the beginning with regard to the ignition interval between cylinders, which are to be applied to a transducer ' are connected, »it would be necessary to use the middle Cylinder to be connected solely to a transducer with a correspondingly large volume. Through the aforementioned distribution of the exhaust gases of the cylinder on both transducers, the arrangement of such a transducer is superfluous, since a cylinder connected to only air half, as it has been shown, the operation practically not adversely affected.

Bei den Anordnungen nach den Fig.11 und 12 bestehtIn the arrangements according to FIGS. 11 and 12 there is

ORIGINALORIGINAL

0 0 9 8 2 9/03490 0 9 8 2 9/0349

die Besonderheit, dass die dort vorgesehene mittlere Trennwand 100, bzw. 101 mit einer drosselnden Oeffnung 102 bzw. 103 versehen ist. Das hat die Wirkung, dass eine AusgleichsStrömung von Abgasen zwischen den benachbarten Aufnehmern möglich ist, welche ein zu starkes Absinken des Druckniveaus in jenem Aufnehmer verhindern soll, in welchem gerade durch die Unregelmässigkeit in der Zündfolge der an diesen Aufnehmer angeschlossenen Zylinder ein längeres Intervall ohne Auspuffstoss entsteht. Als Beispiel sei Fig.11 angeführt, wo an den linken der beiden verbundenen Aufnehmer, der mit dem Bezugszeichen 104 bezeichnet ist, die Zylinder 4 und 5 angeschlossen sind. Wie aus der Zündfolge in der Fig. 17 ersichtlich ist, besteht zwischen den Zündungen der Zylinder 4 und 5 ein Abstand von 216°. Der gleiche Abstand besteht auch zwischen den Zündungen der Zylinder 6 und 7. Durch die Anordnung der Oeffnung ist eine Ueberströmung aus dem benachbarten Aufnehmer und ein Ausgleich der Druckschwankungen möglich. So entsteht z.B. im Zeitraum zwischen den Auspuffstössen der Zylinder 4 und 5 eine Ueberströmung aus dem Aufnehmer 105 in den Aufnehmer 104 anlässlich des Auspuffstosses des Zylinders 7. In gleicher Weise unterstützt wieder zwischen den Druckstössen der Zylinder 6 und 7 der Auspuffstoss des Zylinders 4 das'Druckniveau im Aufnehmer 105.the peculiarity that the central partition 100 or 101 provided there with a throttling opening 102 or 103 is provided. This has the effect that an equalizing flow of exhaust gases between the neighboring sensors is possible which is intended to prevent the pressure level from dropping too much in that transducer in which the irregularity in the firing order of those connected to this transducer Cylinder a longer interval without exhaust shock. As an example, Fig.11 is given, where on the left of the two connected transducer, which is denoted by the reference numeral 104, the cylinders 4 and 5 are connected. As from the The firing sequence can be seen in FIG. 17, there is a distance of 216 ° between the firings of cylinders 4 and 5. The same There is also distance between the ignitions of cylinders 6 and 7. Due to the arrangement of the opening, there is an overflow from the neighboring sensor and a compensation of the pressure fluctuations possible. This occurs, for example, in the period between the exhaust shocks the cylinders 4 and 5 have an overflow from the sensor 105 into the sensor 104 on the occasion of the exhaust shock of the cylinder 7. Supported in the same way again between the pressure surges of cylinders 6 and 7 the exhaust surge of the Cylinder 4, the pressure level in the transducer 105.

Das Diagramm in der Fig.19 zeigt den Verlauf der Drücke im Zylinder (Kurve a bzw. al) und in einem Abgasaufnehmer (Kurven b und c), während einer Umdrehung der Kurbelwelle. Das Diagramm bezieht sich zum Vergleich auf einen , _''■- The diagram in FIG. 19 shows the course of the pressures in the cylinder (curve a and al) and in an exhaust gas sensor (curves b and c) during one revolution of the crankshaft. For comparison, the diagram refers to a, _ '' ■ -

Ö09829/034SÖ09829 / 034S

Sechszylindermotor mit der Zündfolge 1 -6-2-4-3-5 mit nicht unterteiltem sowie mit nach den Fig.6 oder 7 unterteiltem Abgasaufnehmer. Die entsprechende Zündfolge ist in der Fig.14 dargestellt.Six-cylinder engine with the firing order 1 -6-2-4-3-5 with a non-subdivided and with a subdivided exhaust gas receiver according to FIGS. 6 or 7. The corresponding firing order is in shown in Fig.14.

Im Diagramm ist durch ehe horizontale Linie m'der mittlere Spüldruck, d.h. der Luftdruck im Luftaufnehmer dargestellt. Auf der horizontalen Achse shd die Stellungen der Kurbelwelle aufgetragen. Mit I, II und VI sind die unteren Totpunkte der Zylinder 1, 2 und 6 bezeichnet. Mit A1 und EV, A2, E2 und A6 sind die Oeffnungszeiten der Auslassorgane für Abgase und der Einlassorgane für die Spül- und Ladeluft der Zylinder 1, 2 und 6 bezeichnet. El' und A1' sind schliesslich die Schliesszeiten des Einlassorganss und des Auslassorgancs des Zylinders 1. Diese sind, wie dies bei Zweitaktmotoren mit Schlitzsteuerung üblich ist, zur Lage des unteren Totpunktes I des Zylinders 1 symmetrisch. .In the diagram, the mean flushing pressure, i.e. the air pressure in the air sensor, is shown by a horizontal line m '. The positions of the crankshaft are plotted on the horizontal axis shd. With I, II and VI are the lower ones Designated dead centers of cylinders 1, 2 and 6. With A1 and EV, A2, E2 and A6 are the opening times of the outlet organs for Exhaust gases and the inlet organs for the scavenging and charge air Cylinders 1, 2 and 6 are designated. El 'and A1' are finally the closing times of the inlet organ and the outlet organ of cylinder 1. These are, as is customary in two-stroke engines with slot control, to the position of bottom dead center I. of cylinder 1 symmetrically. .

Aus dem Verlauf der Kurven ist ersichtlich, dass bei nicht unterteiltem Abgasaufnehmer, d.h. bei einem einzigen gemeinsamen Abgasaufnehser während des Auspuffs des Zylinders 6 der Druck im Abgasaufnehmer nach der Kurve b1 verläuft und über das Druckniveau im Zylinder 1 ansteigt, welches nach der Kurve ä verläuft. Dadurch wird der Spülvorgang im Zylinder 1 gestört, da Auspuffgase in den Zylinder zurückschlagen. Bei einer Trennung der Aufnehmer nach der Fig.7 verläuft der Druck - im Abgasaufnehmer der Zylinder 1 - 3 nach der voll gezeichnetenFrom the course of the curves it can be seen that with non-subdivided exhaust gas receiver, i.e. with a single common exhaust gas receiver during the exhaust of the cylinder 6 the pressure in the exhaust gas sensor runs according to curve b1 and rises above the pressure level in cylinder 1, which after the Curve ä runs. This will start the rinsing process in cylinder 1 disturbed, as exhaust gases flash back into the cylinder. If the sensors are separated as shown in FIG. 7, the pressure runs - in the exhaust gas receiver of cylinders 1 - 3 according to the fully drawn

0 0 9829/0349
BADORIGiNAL . 0 0 9829/0349
BAD ORIGINAL.

Kurve b, d.h. der Druckanstieg über das Druckniveau im Zylinder 1 entfällt. Der nächste Druckanstieg kommt erst anlässlich der Oeffnung des Auslassorganes des Zylinders 2 im Zeitpunkt A2. Dieser Druckanstieg ist nützlich,'da er durch eine Stauung der Spülluft im Zylinder 1 eine Druckerhöhung der im Zylinder 1 bereits enthaltenen Ladeluft bewirkt. Die dadurch erhaltene Druckdifferenz ist im Diagramm in der Fig.19 mit /[ ρ bezeichnet. Bei einem Motor ohne diesen Effekt würde , der Druckverlauf nämlich nach der gestrichelt dargestellten Kurve al verlaufen. " ·Curve b, ie the pressure rise above the pressure level in cylinder 1, is omitted. The next increase in pressure does not come until the outlet member of the cylinder 2 opens at time A2. This increase in pressure is useful because it causes the pressure of the charge air already contained in cylinder 1 to increase by stagnating the scavenging air in cylinder 1. The pressure difference thus obtained is denoted in the diagram in FIG. 19 with / [ ρ. In the case of an engine without this effect, the pressure curve would namely run according to the curve a1 shown in dashed lines. "·

Um die in der Fig.19 dargestellten Drücke zu erhalten, ist ausser der Unterteilung des gemeinsamen Abgasaufnehmers in mehrere, d.h. in diesem Falle zwei Aufnehmer, noch eine bestimmte "Wahl der Grosse der Aufnehmer erforderlich. Es besteht nämlich bezüglich dieser Grosse ein Optimum. Wenn der Behälter zu klein ist, so sind die Druckschwankungen zu hoch, der gewünschte Druckverlauf wird nicht erreicht und der Wirkungsgrad der Abgasturbine wird verschlechtert. Bei zu grossem Behälter kann wieder nicht die in der Fig.19 dargestellte Unterstützung des SpülVorganges, die sich aus dem Verlauf der Kurven a, a¹ ergibt, erzielt werden. Die günstigste Grosse des Volumens muss durch Versuche oder durch Berechnung festgestellt werden. Jedenfalls ist diese grosser als die beim Stosssystem angestrebte minimale Gfö'sse des Volumens der Abgasleitungen. Als eine grobe Regel kann angegeben werden, dass sehr gute ResultateIn order to obtain the pressures shown in FIG. 19, apart from the subdivision of the common exhaust gas sensor into several, ie in this case two sensors, a specific selection of the size of the sensors is necessary If the container is too small, the pressure fluctuations are too high, the desired pressure profile is not achieved and the efficiency of the exhaust gas turbine is impaired of the curves a, a ^1. The most favorable size of the volume must be determined by tests or by calculation. In any case, this is greater than the minimum size of the volume of the exhaust pipes aimed at with the impact system. As a rough rule can be given that very good results

009829/0349009829/0349

im Volumenbereich vonM,5 - 2,5 Hubvolumen eines Zylinders pro angeschlossenen Zylinder erhalten werden, gegenüber 3 und mehr bei Staubetrieb.in the volume range of M, 5 - 2.5 stroke volume of a cylinder can be obtained per connected cylinder, compared to 3 and more with accumulation.

0 09829/03490 09829/0349

Claims

- 14 claims

1. Supercharged two-stroke piston internal combustion engine with ^? - Back-up operation and with more than four cylinders, in which the exhaust line contains several exhaust gas pickups, each of which is connected to an exhaust gas turbine common to several cylinders, characterized in that at most three cylinders are fully connected to an exhaust gas pickup, the ignition intervals of which are at least 90 ° Crank angle.

2. Piston internal combustion engine according to claim 1, characterized in that several exhaust gas absorbers are connected to a common one Exhaust gas turbine are connected, with a connection of the lines leading from the individual transducers shortly before the The exhaust gas turbine takes place and the exhaust gas turbine is fully exposed to the exhaust gases over its entire circumference. - -

3. Piston internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the feed line of the exhaust gases from several Receivers to the exhaust gas turbine takes place through an outer tube and inner tubes located in this, the inside of the Outer pipe located inner pipes end shortly before the exhaust gas turbine. '

4. Piston internal combustion engine according to claim 1, with five or seven cylinders ,, characterized in that

Q 0982 9/03 4 9.

■ ' .- ■ - 15 -■ '.- ■ - 15 -

two exhaust gas absorbers are provided and the middle cylinder one half of its exhaust pipe is connected to the two exhaust gas absorbers.

5. Piston internal combustion engine according to claim 1, characterized characterized that at least two transducers, which at different Exhaust gas turbines are connected, are connected to one another by a throttling connection opening.

6. Piston internal combustion engine according to claim 1, characterized characterized in that the transducers each have at least a volume of 1.5 times the stroke volume of a cylinder per connected cylinder.

7. Piston racing engine according to one of the claims 1-6, characterized in that the sensors are subdivided into a large common / minemer by partition walls are trained.

009829/0349

st*st *

L e e r s e i t eL e r s e i t e