DE202010007768U1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Brennkraftmaschine (1) mit einem ersten Turbolader (10), der eine erste Aufladungsstufe der Brennkraftmaschine (1) bildet und der zum Rotieren um eine erste Rotationsachse (R1) eingerichtete Laufräder aufweist, und einem zweiten Turbolader (20), der in Reihe zu dem ersten Turbolader (10) geschaltet ist, so dass der zweite Turbolader (20) eine zweite Aufladungsstufe der Brennkraftmaschine (1) bildet, und der zum Rotieren um eine zweite Rotationsachse (R2) eingerichtete Laufräder aufweist dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Rotationsachse (R1) und die zweite Rotationsachse (R2) in unterschiedliche Richtungen erstrecken.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine Brennkraftmaschine der eingangsgenannten Art ist z. B. in Fig. 14 des im Jahr 2010 zu einem Kongress in Bergen veröffentlichten Dokumentes PAPER NO.: 82, "Design and first application of a 2-stage turbocharging system for a mediumspeed diesel engine" (Konstruktion und erste Anwendung eines 2-stufigen Turboladersystems für einen Dieselmotor mittlerer Drehzahl) des International Council an Combustion Engines (Internationales Kollegium über Verbrennungsmotoren) beschrieben und hier in einer Teilansicht in 1 gezeigt.
  • Die in 1 gezeigte Brennkraftmaschine 1' ist als V-Großdieselmotor ausgebildet und hat auf jeder ihrer beiden Zylinderreihen einen ersten Turbolader 10', der eine erste Aufladungsstufe der Brennkraftmaschine 1' bildet und der zum Rotieren um eine erste Rotationsachse R1' eingerichtete Laufräder (nicht gezeigt) aufweist, und einen zweiten Turbolader 20', der in Reihe zu dem ersten Turbolader 10' geschaltet ist, so dass der zweite Turbolader 20' eine zweite Aufladungsstufe der Brennkraftmaschine 1' bildet, und der zum Rotieren um eine zweite Rotationsachse R2' eingerichtete Laufräder (nicht gezeigt) aufweist.
  • Wie aus 1 ersichtlich, erstrecken sich die erste Rotationsachse R1' und die zweite Rotationsachse R2' in die gleiche Richtung, d. h. verlaufen parallel zueinander.
  • In 1 sind ferner ein Abgasflusspfad P1' und ein Ladeluftflusspfad P2' durch die beiden Turbolader 10', 20' gezeigt. Gemäß dem Abgasflusspfad P1' strömt Abgas der Brennkraftmaschine 1 zuerst in eine zweite Abgasturbine 21' des zweiten Turboladers 20' ein und verrichtet dort Arbeit, strömt dann über eine Abgasverbindungsleitung 30' in eine höher als die zweite Abgasturbine 21' angeordnete erste Abgasturbine 11' des ersten Turboladers 10' ein und verrichtet dort Arbeit sowie strömt dann über einen Abgasausgang 12' der ersten Abgasturbine 11' zu einem Auspuff oder Kamin (nicht gezeigt) ab.
  • Gemäß dem Ladeluftflusspfad P2' wird über einen Ladelufteingang 16' eines ersten Turboverdichters 15' des ersten Turboladers 10' angesaugte Luft in dem ersten Turboverdichter 15' auf Niederdruck verdichtet, strömt dann über eine Ladeluftverbindungsleitung 40' in einen niedriger als der erste Turboverdichter 15' angeordneten zweiten Turboverdichter 25' des zweiten Turboladers 20' ein, wird in dem zweiten Turboverdichter 25' auf Hochdruck verdichtet und wird dann einem Ladelufteingang (nicht bezeichnet) der Brennkraftmaschine 1' zur Verbrennung zugeführt.
  • Problematisch an der in 1 gezeigten pro Zylinderreihe jeweils 2-stufig turboaufgeladenen Brennkraftmaschine 1' ist, dass diese im Verhältnis zu einer lediglich 1-stufig turboaufgeladenen Brennkraftmaschine wesentlich breiter und höher baut, was insbesondere bei Mehrmotorenanlagen mit einer Mehrzahl von längsseits nebeneinander angeordneten Brennkraftmaschinen zusätzlichen seitlichen Abstand zwischen den Brennkraftmaschinen und damit mehr Aufstellungsplatz erfordert.
  • Ferner ist es durch die in 1 gezeigte Anordnung der beiden in Reihe geschalteten Turbolader der 2-stufigen Aufladung in der Regel aus platzgründen nicht möglich, beide in Reihe geschalteten Turbolader auf einer zum Ankuppeln eines Verbrauchers (nicht gezeigt) vorgesehenen Kupplungsseite der Brennkraftmaschine anzuordnen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bereitzustellen, wobei die Brennkraftmaschine eine kompaktere und damit platzsparendere Anordnung zweier zueinander in Reihe geschalteter Turbolader einer 2-stufigen Aufladung der Brennkraftmaschine aufweist.
  • Dies wird mit einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Brennkraftmaschine bereitgestellt mit einem ersten Turbolader, der eine erste Aufladungsstufe der Brennkraftmaschine bildet und der zum Rotieren um eine erste Rotationsachse eingerichtete Laufräder aufweist, und einem zweiten Turbolader, der in Reihe zu dem ersten Turbolader geschaltet ist, so dass der zweite Turbolader eine zweite Aufladungsstufe der Brennkraftmaschine bildet, und der zum Rotieren um eine zweite Rotationsachse eingerichtete Laufräder aufweist. Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass sich die erste Rotationsachse und die zweite Rotationsachse in unterschiedliche Richtungen erstrecken.
  • Durch die Anordnung von erster Rotationsachse und zweiter Rotationsachse in unterschiedlichen Richtungen, d. h. eine nicht-parallele Anordnung bzw. winklige Verdrehung zueinander, ergibt sich eine sehr kompakte Anordnung der beiden Turbolader und damit eine effektive Bauraumausnutzung bei guter Ladeluft- und Abgasführung. Die erfindungsgemäß erzielte Ladeluft- und Abgasführung ergibt wiederum einen hohen Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine und damit u. a. einen reduzierten Kraftstoffverbrauch.
  • Bevorzugt schließt die erste Rotationsachse mit der zweiten Rotationsachse einen Winkel in einem Bereich von 70 Grad bis 110 Grad ein. Noch bevorzugter schließt die erste Rotationsachse mit der zweiten Rotationsachse einen Winkel in einem Bereich von 85 Grad bis 95 Grad ein. Noch bevorzugter schließt die erste Rotationsachse mit der zweiten Rotationsachse einen Winkel von 90 Grad ein.
  • Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich eine von der ersten Rotationsachse und der zweiten Rotationsachse parallel zu einer Rotationsachse einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine. Bevorzugt erstreckt sich die zweite Rotationsachse parallel zur Rotationsachse der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, wobei sich die erste Rotationsachse senkrecht zur Rotationsachse der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine erstreckt.
  • Durch die winklige Anordnung der beiden Rotationsachsen zueinander wird eine deutlich kürzere Baulänge der gesamten Brennkraftmaschine erzielt. Ferner kann eine deutlich kürzere Abgasverbindungsleitung zwischen jeweiligen Abgasturbinen der beiden Turbolader realisiert werden, was die Wärmeverluste bzw. Energieverluste reduziert und damit den Wirkungsgrad erhöht.
  • Die erfindungsgemäß erzielte kompakte Anordnung der beiden Turbolader ermöglicht Bauräume für z. B. Schwungrad, Kupplung und Getriebe der Brennkraftmaschine, womit ein Anbau des 2-stufigen Auflademoduls (der beiden Turbolader) – ohne nennenswerten Zuwachs an Bauraumbedarf im Vergleich zu einer 1-stufig aufgeladenen Brennkraftmaschine – sowohl auf einer Kupplungsseite als auch auf einer Kupplungsgegenseite der Brennkraftmaschine möglich wird. Ferner vergrößert sich dadurch bei Mehrmotorenanlagen auch der Motorabstand gegenüber 1-stufig aufgeladenen Brennkraftmaschinen nicht.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind somit der erste Turbolader und der zweite Turbolader auf einer zum Ankuppeln eines Verbrauchers vorgesehenen Kupplungsseite der Brennkraftmaschine angeordnet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der erste Turbolader eine erste Abgasturbine mit einem radialen Abgaseingang auf, wobei der zweite Turbolader eine zweite Abgasturbine mit einem axialen Abgasausgang aufweist.
  • Durch diese Ausgestaltung der Abgasverbindung zwischen den beiden Abgasturbinen werden vorteilhaft der erforderliche Bauraum und die erforderliche Länge der Abgasverbindungsleitung reduziert.
  • Die kurze Ausführung der Abgasverbindungsleitung ist insbesondere durch die vorteilhaft unterschiedliche Ausgestaltung des Abgaseingangs der ersten Abgasturbine und des Abgasausgangs der zweiten Abgasturbine und den damit möglichen ausschließlich linearen bzw. geradlinigen Verlauf der Abgasverbindungsleitung realisierbar.
  • Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der erste Turbolader einen Niederdruck bereitstellenden ersten Turboverdichter auf, wobei der zweite Turbolader einen dem ersten Turboverdichter nachgeschalteten Hochdruck bereitstellenden zweiten Turboverdichter aufweist, und wobei der zweite Turboverdichter in einer Betriebsposition der Brennkraftmaschine höher angeordnet ist als der erste Turboverdichter.
  • Auch diese Ausgestaltung der Erfindung unterstützt vorteilhaft die Reduzierung des erforderlichen Bauraums.
  • Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung ist die Brennkraftmaschine von einem Großdieselmotor für Schiffsanwendungen (z. B. einen Generatorbetrieb auf großen Handelsschiffen oder Kreuzfahrtschiffen) und/oder Kraftwerksanwendungen (wie z. B. Power-Plant-Anwendungen) gebildet.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Mehrmotorenanlage mit einer Mehrzahl von Brennkraftmaschinen gemäß einer, mehreren oder allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung in jeder denkbaren Kombination bereitgestellt, wobei zumindest einige der Brennkraftmaschinen längsseits nebeneinander angeordnet sind.
  • Bevorzugt weist eine solche erfindungsgemäße Mehrmotorenanlage zwischen den längsseits nebeneinander angeordneten jeweils 2-stufig turboaufgeladenen Brennkraftmaschinen keinen oder einen nur geringfügig größeren seitlichen Abstand als eine vergleichbare Mehrmotorenanlage mit lediglich jeweils 1-stufig turboaufgeladenen Brennkraftmaschinen auf.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter beschrieben.
  • 1 zeigt eine perspektivische Teilansicht einer Brennkraftmaschine gemäß dem Stand der Technik.
  • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Brennkraftmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 3 zeigt eine Längsansicht der Brennkraftmaschine von 2.
  • 4 zeigt eine Seitenansicht der Brennkraftmaschine von 2.
  • 5 zeigt eine vergrößerte Teilansicht der Brennkraftmaschine von 4.
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 eine Brennkraftmaschine 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
  • Die Brennkraftmaschine 1 ist als Großdieselmotor für Schiffsanwendungen (z. B. einen Generatorbetrieb auf großen Handelsschiffen oder Kreuzfahrtschiffen) und/oder Kraftwerksanwendungen (wie z. B. Power-Plant-Anwendungen) ausgebildet und in eine Mehrmotorenanlage (nicht gezeigt) mit einer Mehrzahl solcher Brennkraftmaschinen 1 integriert, wobei zumindest einige der Brennkraftmaschinen 1 längsseits nebeneinander angeordnet sind.
  • Die Brennkraftmaschine 1 weist einen ersten Turbolader 10 mit einer niederdruckbetriebenen ersten Abgasturbine 11 und einem Niederdruck bereitstellenden ersten Turboverdichter 15 und einen zweiten Turbolader 20 mit einer hochdruckbetriebenen zweiten Abgasturbine 21 und einem Hochdruck bereitstellenden zweiten Turboverdichter 25 auf.
  • Der erste Turbolader 10 bildet eine erste Aufladungsstufe der Brennkraftmaschine 1 und weist zum Rotieren um eine erste Rotationsachse R1 eingerichtete nicht gezeigte Laufräder (wenigstens ein Verdichterlaufrad und wenigstens ein Turbinenlaufrad) auf.
  • Der zweite Turbolader 20 ist in Reihe zu dem ersten Turbolader 10 geschaltet, so dass der zweite Turbolader 20 eine zweite Aufladungsstufe der Brennkraftmaschine bildet. Der zweite Turbolader 20 weist zum Rotieren um eine zweite Rotationsachse R2 eingerichtete nicht gezeigte Laufräder (wenigstens ein Verdichterlaufrad und wenigstens ein Turbinenlaufrad) auf.
  • Wie am besten aus 2 ersichtlich, erstrecken sich die erste Rotationsachse R1 und die zweite Rotationsachse R2 nicht-parallel zueinander in unterschiedliche Richtungen. Genauer gesagt schließt die erste Rotationsachse R1 mit der zweiten Rotationsachse R2 einen Winkel von 90 Grad ein, wobei sich die zweite Rotationsachse R2 parallel zu einer Rotationsachse R3 einer Kurbelwelle 100 der Brennkraftmaschine 1 erstreckt, und wobei sich die erste Rotationsachse R1 senkrecht zur Rotationsachse R3 der Kurbelwelle 100 der Brennkraftmaschine 1 erstreckt.
  • 3 zeigt eine Längsansicht auf eine Kupplungsgegenseite KG der Brennkraftmaschine 1. Wie aus den Figuren ersichtlich, sind der erste Turbolader 10 und der zweite Turbolader 20 auf der Kupplungsgegenseite KG der Brennkraftmaschine 1 angeordnet. Gemäß der Erfindung könnten die beiden Turbolader 10, 20 jedoch auch gemeinsam auf einer zum Ankuppeln eines Verbrauchers (nicht gezeigt) vorgesehenen Kupplungsseite K der Brennkraftmaschine 1 angeordnet sein.
  • Wie aus den 2 bis 5 ersichtlich, weist die erste Abgasturbine 11 des ersten Turboladers 10 einen radialen Abgaseingang 13 auf und weist die zweite Abgasturbine 21 des zweiten Turbolader 20 einen axialen Abgasausgang 22 auf, wobei der Abgaseingang 13 der ersten Abgasturbine 11 und der Abgasausgang 22 der zweiten Abgasturbine 21 über eine relativ kurze und damit energieverlustarme Abgasverbindungsleitung 30 miteinander fluidverbunden sind.
  • Die kurze Ausführung der Abgasverbindungsleitung 30 ist insbesondere durch die vorteilhaft unterschiedliche Ausgestaltung des Abgaseingangs 13 der ersten Abgasturbine 11 und des Abgasausgangs 22 der zweiten Abgasturbine 21 und den damit möglichen im Wesentlichen ausschließlich linearen bzw. geradlinigen Verlauf der Abgasverbindungsleitung 30 realisiert.
  • Wie am besten aus 3 ersichtlich, ist der zweite Turboverdichter 25 des zweiten Turboladers 20 in einer aufrechten Betriebsposition der Brennkraftmaschine 1 höher angeordnet als der erste Turboverdichter 15 des ersten Turboladers 10.
  • Abschließend ist zu bemerken, dass die erfindungsgemäße Mehrmotorenanlage zwischen den längsseits nebeneinander angeordneten jeweils 2-stufig turboaufgeladenen erfindungsgemäßen Brennkraftmaschinen 1 keinen oder einen nur geringfügig größeren seitlichen Abstand als eine vergleichbare Mehrmotorenanlage mit lediglich jeweils 1-stufig turboaufgeladenen Brennkraftmaschinen aufweist. Damit kann die erfindungsgemäße Mehrmotorenanlage bzw. Brennkraftmaschine 1 bei im Wesentlichen gleichem Platzbedarf vorteilhaft zur erfindungsgemäßen 2-stufig turboaufgeladenen Aufrüstung einer bestehenden 1-stufig turboaufgeladenen Mehrmotorenanlage verwendet werden.
    • 1
    Brennkraftmaschine
    1'
    Brennkraftmaschine
    10
    erster Turbolader
    10'
    erster Turbolader
    11
    erste Abgasturbine
    11'
    erste Abgasturbine
    12'
    Abgasausgang
    13
    Abgaseingang
    15
    erster Turboverdichter
    15'
    erster Turboverdichter
    16'
    Ladelufteingang
    20
    zweiter Turbolader
    20'
    zweiter Turbolader
    21
    zweite Abgasturbine
    21'
    zweite Abgasturbine
    22
    Abgasausgang
    25
    zweiter Turboverdichter
    25'
    zweiter Turboverdichter
    30
    Abgasverbindungsleitung
    30'
    Abgasverbindungsleitung
    40'
    Ladeluftverbindungsleitung
    100
    Kurbelwelle
    K
    Kupplungsseite
    KG
    Kupplungsgegenseite
    R1
    erste Rotationsachse
    R1'
    erste Rotationsachse
    R2
    zweite Rotationsachse
    R2'
    zweite Rotationsachse
    R3
    Rotationsachse
    P1'
    Abgasflusspfad
    P2'
    Ladeluftflusspfad
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - Fig. 14 des im Jahr 2010 zu einem Kongress in Bergen veröffentlichten Dokumentes PAPER NO.: 82, ”Design and first application of a 2-stage turbocharging system for a mediumspeed diesel engine” [0002]

Claims (10)

  1. Brennkraftmaschine (1) mit einem ersten Turbolader (10), der eine erste Aufladungsstufe der Brennkraftmaschine (1) bildet und der zum Rotieren um eine erste Rotationsachse (R1) eingerichtete Laufräder aufweist, und einem zweiten Turbolader (20), der in Reihe zu dem ersten Turbolader (10) geschaltet ist, so dass der zweite Turbolader (20) eine zweite Aufladungsstufe der Brennkraftmaschine (1) bildet, und der zum Rotieren um eine zweite Rotationsachse (R2) eingerichtete Laufräder aufweist dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Rotationsachse (R1) und die zweite Rotationsachse (R2) in unterschiedliche Richtungen erstrecken.
  2. Brennkraftmaschine (1) gemäß Anspruch 1, wobei die erste Rotationsachse (R1) mit der zweiten Rotationsachse (R2) einen Winkel in einem Bereich von 70 Grad bis 110 Grad einschließt.
  3. Brennkraftmaschine (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Rotationsachse (R1) mit der zweiten Rotationsachse (R2) einen Winkel in einem Bereich von 85 Grad bis 95 Grad einschließt.
  4. Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Rotationsachse (R1) mit der zweiten Rotationsachse (R2) einen Winkel von 90 Grad einschließt.
  5. Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich eine von der ersten Rotationsachse (R1) und der zweiten Rotationsachse (R2) parallel zu einer Rotationsachse (R3) einer Kurbelwelle (100) der Brennkraftmaschine (1) erstreckt.
  6. Brennkraftmaschine (1) gemäß Anspruch 5, wobei sich die zweite Rotationsachse (R2) parallel zur Rotationsachse (R3) der Kurbelwelle (100) der Brennkraftmaschine (1) erstreckt, und wobei sich die erste Rotationsachse (R1) senkrecht zur Rotationsachse (R3) der Kurbelwelle (100) der Brennkraftmaschine (1) erstreckt.
  7. Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der erste Turbolader (10) und der zweite Turbolader (20) auf einer zum Ankuppeln eines Verbrauchers vorgesehenen Kupplungsseite (K) der Brennkraftmaschine (1) angeordnet sind.
  8. Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der erste Turbolader (10) eine erste Abgasturbine (11) mit einem radialen Abgaseingang (13) aufweist, und wobei der zweite Turbolader (20) eine zweite Abgasturbine (21) mit einem axialen Abgasausgang (22) aufweist.
  9. Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der erste Turbolader (10) einen Niederdruck bereitstellenden ersten Turboverdichter (15) aufweist, wobei der zweite Turbolader (20) einen dem ersten Turboverdichter (15) nachgeschalteten Hochdruck bereitstellenden zweiten Turboverdichter (25) aufweist, und wobei der zweite Turboverdichter (25) in einer Betriebsposition der Brennkraftmaschine (1) höher angeordnet ist als der erste Turboverdichter (15).
  10. Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Brennkraftmaschine (1) von einem Großdieselmotor gebildet ist.
DE202010007768U 2010-06-09 2010-06-09 Brennkraftmaschine Expired - Lifetime DE202010007768U1 (de)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012203701A1 (de) * 2012-03-08 2013-09-12 Man Diesel & Turbo Se Abgasturboladermodul und damit ausgerüstete Brennkraftmaschine
DE102012014189A1 (de) * 2012-07-18 2014-01-23 Mtu Friedrichshafen Gmbh Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader
DE102013006302A1 (de) * 2013-04-12 2014-10-16 Man Diesel & Turbo Se Aufgeladene Brennkraftmaschine in Baukastenbauform und Baukastensysteme für solche Brennkraftmaschinen sowie Aufladungseinrichtungen
EP3064737A4 (de) * 2013-10-28 2017-08-02 Yanmar Co., Ltd. Motorvorrichtung
WO2018077988A1 (en) * 2016-10-31 2018-05-03 Caterpillar Motoren Gmbh & Co. Kg Turbocharger arrangement in engine systems
US11448118B2 (en) 2018-09-04 2022-09-20 Caterpillar Motoren Gmbh & Co. Kg Two-stage turbocharged internal combustion engine

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102979616A (zh) * 2012-12-20 2013-03-20 无锡康明斯涡轮增压技术有限公司 一种应用于重型柴油机的两级涡轮增压器
JP7244382B2 (ja) * 2019-07-25 2023-03-22 川崎重工業株式会社 水素ガス燃料エンジン

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Fig. 14 des im Jahr 2010 zu einem Kongress in Bergen veröffentlichten Dokumentes PAPER NO.: 82, "Design and first application of a 2-stage turbocharging system for a mediumspeed diesel engine"

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012203701A1 (de) * 2012-03-08 2013-09-12 Man Diesel & Turbo Se Abgasturboladermodul und damit ausgerüstete Brennkraftmaschine
US9435253B2 (en) 2012-03-08 2016-09-06 Man Diesel & Turbo Se Exhaust gas turbocharger module and internal combustion engine outfitted therewith
DE102012203701B4 (de) 2012-03-08 2024-09-05 Man Energy Solutions Se Abgasturboladermodul und damit ausgerüstete Brennkraftmaschine
DE102012014189A1 (de) * 2012-07-18 2014-01-23 Mtu Friedrichshafen Gmbh Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader
DE102013006302A1 (de) * 2013-04-12 2014-10-16 Man Diesel & Turbo Se Aufgeladene Brennkraftmaschine in Baukastenbauform und Baukastensysteme für solche Brennkraftmaschinen sowie Aufladungseinrichtungen
DE102013006302B4 (de) 2013-04-12 2022-07-07 Man Energy Solutions Se Aufgeladene Brennkraftmaschine in Baukastenbauform und Baukastensysteme für solche Brennkraftmaschinen sowie Aufladungseinrichtungen
EP3064737A4 (de) * 2013-10-28 2017-08-02 Yanmar Co., Ltd. Motorvorrichtung
US10253681B2 (en) 2013-10-28 2019-04-09 Yanmar Co., Ltd. Engine device
WO2018077988A1 (en) * 2016-10-31 2018-05-03 Caterpillar Motoren Gmbh & Co. Kg Turbocharger arrangement in engine systems
US20190301353A1 (en) * 2016-10-31 2019-10-03 Caterpillar Motoren Gmbh & Co. Kg Turbocharger Arrangement in Engine Systems
US10808603B2 (en) * 2016-10-31 2020-10-20 Caterpillar Motoren Gmbh & Co. Kg Turbocharger arrangement in engine systems
US11448118B2 (en) 2018-09-04 2022-09-20 Caterpillar Motoren Gmbh & Co. Kg Two-stage turbocharged internal combustion engine

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