DE19822874A1

DE19822874A1 - Aufladesystem für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE19822874A1
Application number: DE19822874A
Authority: DE
Inventors: Heribert Moeller
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 1999-11-25

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Aufladesystem für Brennkraftmaschinen. Zur Behebung von Mängeln bei Turboladern im instationären Betrieb, beispielsweise dem sogenannten Turboloch, werden zwei Lader vorgesehen, welche wahlweise in Reihe oder parallel geschaltet werden. Um dem begrenzten Bauraum beim Einbau in Fahrzeugen und einem vertretbaren Kostenaufwand Rechnung zu tragen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Abgasturbolader abgasseitig in ein gemeinsames Gehäuse 3 zu integrieren. Der Abströmkanal 8 des ersten ATL 1 wird dabei über einen in das Gehäuse 3 integrierten Überströmkanal 9 mit dem zweiten Zuströmkanal 7 des zweiten ATL 2 verbunden. Zur Regelung der Verteilung des Abgases auf die Lader ist ein Ventil 10 vorgesehen. Durch die bauliche Vereinigung von ATL 1 und ATL 2 in ein Gehäuse 3 wird Bauraum eingespart und der bauliche Aufwand mit den damit verbundenen Kosten minimiert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Aufladesystem für Brennkraftmaschinen gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Zur Verbesserung der Aufladung von Brennkraftmaschinen welche im instationären Betrieb gefahren werden, ist es bekannt, mindestens zwei Abgasturbolader vorzusehen welche zunächst in Reihe geschaltet sind und die mittels einer Umsteuervorrichtung nach dem Erreichen eines vorgegebenen Betriebszustand parallel geschaltet werden. Die ATL bestehen dabei aus zwei unabhängigen Einheiten, welche mittels Leitungen funktionell untereinander verbunden sind. Ein derartiges Aufladesystem stellt einen hohen baulichen Aufwand mit damit verbundenen hohen Kosten dar. Bei der Anwen dung in Nutzfahrzeugen stellt auch der hohe Raumbedarf zweier separater ATL ein oft unlösbares Problem dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Aufladesystem zu entwickeln, welches minimalen baulichen Aufwand erfordert und mit vertretbaren Kosten gefertigt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspru ches 1.

Durch die Integration zweier ATL in einem gemeinsamen Gehäuse wird erheblich an Bauvolumen eingespart. Es entfallen die sonst üblichen Verbindungsleitungen vom Abgassystem zu den Zuströmkanälen der Turbinen ebenso, wie eine Verbindungslei tung vom Ausgang der Turbine des ersten ATL in den Eingang der zweiten Turbine des zweiten ATL. Vor allem bei Anwendung eines Aufladesystems mit zwei Turbola dern in Nutzfahrzeugen hat man es mit einem begrenzten Bauraum zu tun, was aber durch die erfindungsgemäße Integration in einem gemeinsamen Gehäuse kein Problem mehr darstellt. Ferner stellt die Kostenersparnis einen großen Vorteil dar.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann Anspruch 2 entnommen werden.

Dadurch, daß das Gehäuse mit Anschlußflansch versehen ist, können die ins Gehäuse integrierten ATL als eine kompakte Einheit an das Abgassystem angeflanscht werden, was sehr montagefreundlich ist. Das ins Abgassystem integrierte Ventil zur Steuerung der Leistungsverteilung auf die beiden ATL beeinträchtigt ebenfalls nicht die Montage. Bei evtl. Demontage kann der Betätigungsmechanismus des Ventils am Motor verblei ben.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung kann Anspruch 3 entnommen werden.

Durch die Aufteilung in zwei Fluten wird bei Brennkraftmaschinen mit mehr als vier Zylindern eine gegenseitige Beeinflussung der Zylinder in jedem Betriebszustand des Aufladesystems vermieden. Durch die Integration der getrennten Zuströmkanäle ins Gehäuse wird wiederum eine kompakte und kostengünstige Lösung erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand von Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die in einem gemeinsamen Gehäuse ange ordneten ATL

Fig. 2 eine Seitenansicht des Gehäuses mit Überströmkanal

Fig. 1 zeigt zwei Abgasturbolader 1, 2 welche erfindungsgemäß abgasseitig in ein gemeinsames Gehäuse 3 integriert sind. Das Gehäuse 3 ist über einen Anschlußflansch 4 an das Abgassystem 5 angeschlossen. Der erste ATL 1 wird über einen ersten Zu strömkanal 6 beaufschlagt, der ebenso ins Gehäuse 3 integriert ist wie ein zweiter Zu strömkanal 7, welcher dem zweiten Abgasturbolader 2 Abgas aus dem Abgassystem 5 zuführt. Bei Reihenschaltung der ATL 1 und 2 wird der Abströmkanal 8 des ersten ATL 1 direkt über einen Überströmkanal 9 mit dem zweiten Zuströmkanal 7 des zwei ten ATL 2 verbunden.

Die Steuerung der Leistungsverteilung auf die beiden ATL wird von einem Ventil 10 übernommen, welches vorteilhafterweise dem Abgassystem 5 zugeordnet ist. Bei De montage des Gehäuses 3 kann das Ventil 10 samt Betätigungseinrichtung am Motor verbleiben, was zu einer erheblichen Erleichterung von Montage und Wartung beiträgt.

Die beiden Zuströmkanäle 6, 7 können bei Brennkraftmaschinen bis zu 4 Zylindern einflutig sein.

Bei Brennkraftmaschinen mit mehr als 4 Zylindern sind sie zweiflutig auszuführen.

Das Ventil 10 im Abgassystem 5 wird so gesteuert, daß beim Hochfahren der Brenn kraftmaschine zunächst der zweite Zuströmkanal 7 gesperrt ist, so daß zunächst nur der erste ATL 1 hochgefahren wird, der so ausgelegt ist, daß er stets die Hauptlast der Aufladung übernimmt. Der in Reihe geschaltete zweite ATL 2 wird über den Über strömkanal 9 mit Abgas versorgt und trägt einen zunehmenden Teil der Aufladung bei.

Ab einer gewissen Drehzahl der Brennkraftmaschine wird Ventil 10 zunehmend geöff net, so daß ein vorgegebener Teilstrom an Abgas unter Umgehung des ersten ATL 1 direkt den zweiten ATL 2 beaufschlagt.

Im stationären Betrieb ist das Ventil 10 voll geöffnet, so daß beide ATL 1, 2 beauf schlagt sind. Die beiden ATL sind jedoch so ausgelegt, daß der erste ATL 1 die Haupt arbeit der Aufladung übernimmt.

Eine Seitenansicht des Gehäuses 3 zeigt die Fig. 2. Der Überströmkanal 9, welcher den Abströmkanal 8 des ersten ATL 1 mit dem Zuströmkanal 7 des zweiten ATL 2 verbin det, bildet eine bauliche Einheit mit dem Gehäuse 3. Da das Gehäuse 3 mit dem Anschlußflansch 4 (Fig. 1 ) eine bauliche Einheit bildet, kann es als Ganzes am Abgassystem 5 befestigt, bzw. demontiert werden.

Es ist leicht einzusehen, daß die abgasseitige bauliche Vereinigung zweiter ATL 1, 2 in einem Gehäuse 3 weit geringeres Bauvolumen erfordert, als zwei separate ATL, die durch mehrere Rohrleitungen verbunden werden müssen.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß durch die Verkleinerung der Gesamtober fläche die unerwünschte Wärmeabstrahlung in den Motorraum spürbar verringert wird.

Claims

1. Aufladesystem für Brennkraftmaschinen, bestehend aus zwei Abgasturboladern, von denen jeder aus einer Turbine und einem Verdichter gebildet wird welche auf gemeinsamer Welle angeordnet sind und jede Turbine einen spiralförmigen Zuströmkanal und einen Abströmkanal aufweist, sowie die Leistungsverteilung auf die beiden ATL mittels eines Ventils regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß beide ATL (1, 2) abgasseitig in ein gemeinsames Gehäuse (3) integriert sind und daß der Abströmkanal (8) des ersten ATL (1) über einen ebenfalls in das gemeinsame Gehäuse (3) integrierten Überströmkanal (9) mit dem zweiten Zuströmkanal (7) des zweiten ATL (2) verbunden ist.

2. Aufladesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) einen Anschlußflansch (4) aufweist, über welchen ein Abgassystem (5) unmit telbar mit den Zuströmkanälen (6, 7) des ersten und zweiten ATL (1, 2) ver bunden ist und daß der Abgasstrom im Zuströmkanal (7) des zweiten ATL (2) durch ein in das Abgassystem (5) integriertes Ventil (10) geregelt bzw. abge sperrt werden kann.

3. Abgassystem nach den Ansprüchen 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu strömkanäle (6, 7) zu den ATL (1, 2) bei Brennkraftmaschinen mit mehr als 4 Zylindern zweiflutig ausgebildet sind und diese Zuströmkanäle (6, 7) eben falls ins Gehäuse (3) integriert sind.