DE2335036A1

DE2335036A1 - Mit einem abgasturbolader ausgeruestete mehrzylinderbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2335036A1
Application number: DE19732335036
Authority: DE
Inventors: Michael John Broad; John Overy
Original assignee: Plessey Handel und Investments AG
Current assignee: Plessey Handel und Investments AG
Priority date: 1972-07-27
Filing date: 1973-07-10
Publication date: 1974-02-14
Also published as: US3877230A; GB1431178A; JPS522042B2; JPS4951411A; FR2198539A5; SE401859B

Description

PLESSEY HANDEL UND INVESTMENTS AG.

Gartenstraße 2

6300 ZUG /Schweig

Unser Zeichen: P 2221

Mit einem Abgasturbolader ausgerüstete Mehrzylinderbrennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine mit einem Abgasturbolader ausgerüstete Mehrzylinderbrennkraftmaschine.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Mehrzylinderbrennkraf tmaschine, die mit einem Abgasturbolader ausgerüstet ist, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, mit denen die Einlaßströmung zur Turbine des Turboladers durch die Ausgangsströmung einer Hilfsverbrennungskammer ergänzt wird, für die. Vorrichtungen vorgesehen sind, die diese mit Brennstoff speisen und zwar zusätzlich zu dem, der der Brennkraftmaschine zugeführt wird und viobei ferner Vorrichtungen vorgesehen sind* mit denen die Brennkammer mit Verbrennungsluft versorgt v;ird und zwar vom Ausgang des Kompressors des Turboladers. Eine Brennkraftmaschine j die alle diese Merkmale aufweist, soll im folgenden als Brennkraftmaschine der beschriebenen Art beseichnet lierden und eine Ausführungsform einer Brennkrsft-

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maschine der beschriebenen Art wird in der deutschen Patentanmeldung P 20 40 048.0 beschrieben. Bei allen bekannten Brennkraftmaschinen der beschriebenen Art werden die Auslässe von allen Zylindern der·Brennkraftmaschine und der Auslaß der Hilfsbrennkammer kombiniert und zwar zu einem einzigen Einlaß der Turboladerturbine. Andererseits sind jedoch auch bereits Mehrzylinderbrennkraftmaschinen bekannt, die mit einem Turbolader ausgerüstet sind, die jedoch nicht von der beschriebenen Art sind, bei denen die Turboladerturbine mit zwei oder mehr Sätzen von Einlaßdüsen ausgerüstet ist und bei der Abgase von jedem Zylinder der Brennkraftmaschine oder jeder einer Anzahl von Gruppen, in die die Zylinder der Brennkraftmaschine unterteilt sind, durch getrennte Leitungen zu verschiedenen Sätzen dieser Düsen geführt werden. Eine derartige Anordnung ermöglicht durch eine geeignete Anpassung dor Kanäle, beispielsweise durch eine geeignete Bestimmung der Dimensionen dieser Kanäle, die Ausnutzung eines größeren Teils der kinetischen Energie der Abgase, wobei diese Energie auch eine gewisse Menge der Pulsationsenergie umfaßt, die durch die periodische Abgabe der Abgabe aus jedem Zylinder erzeugt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Brennkraftmaschine der beschriebenen Art zu schaffen, die es ermöglicht, die Vorteile der zuletzt genannten Anordnung mit den Vorteilen der Brennkraftmaschine der beschriebenen Art zu verbinden.

Erfindungsgemäß ist bei einer Brennkraftmaschine der beschriebenen Art die Turboladerturbine mit einer Anzahl von DüsensätSen ausgerüstet und die Abgasleitungen von jedem der Zylinder oder von jeder einer Anzahl von Gruppen, in die die Gesamtzahl der Zylinder unterteilt ist, sind so ausgebildet, daß sie zu einem besonderen dieser Düsensätze führen und der Auslaß der Eilfsverbrennungskammer ist derart

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ausgebildet, daß dieser zu einem dieser Düsensätze führt und zwar zu einem gesonderten Düsensatz, der nicht für die Speisung durch die Abgase irgendeines Zylinders oder einer Gruppe von Zylindern vorgesehen ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist sChematisch in der Zeichnung dargestellt und es wird eine Draufsicht auf eine Brennkraftmaschine gezeigt, bei der eine Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, wobei eine zweite alternative Ausführungsform gestrichelt dargestellt ist.

Die Abgasleitung einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine 1 ist in zwei Abschnitte 2 und 3 unterteilt. Die erste Abgasleitung nimmt die Abgase von einer Hälfte der Zylinder der Brennkraftmaschine auf und die andere Abgasleitung nimmt die Abgase von der anderen Hälfte der Zylinder auf. Verbrennungsluft wird der Brennkraftmaschine 1 durch einen Turbolader h zugeführt, dessen Turbine zwei getrennte Einlaßkanäle 5 und 6 hat, wobei jeder dieser Kanäle zu einem gesonderten Düsensatz führt. Beide Düsensätze sind so ausgebildet, daß diese auf ein gemeinsames Turbinenrad einwirken und diese beiden Sätze sind mit den beiden Abgasleitungsabschnitten 2 und 3 verbunden.

Um zu ermöglichen, daß die Turboladerturbine betrieben wird, wenn die Brennkraftmaschine stillsteht oder um eine verhältnismäßig hohe Betriebsdrehzahl des Turboladers aufrechtzuerhalten, wenn das Abgasvolumen der Brennkraftmaschine verhältnismäßig gering ist, ist eine Hilfsbrennkammer 7 vorgesehen, die eine Brennstoffeinspritzung und eine Zündvorrichtung aufweist und die vorzugsweise so aufgebaut ist, wie es in der zitierten Patentanmeldung beschrieben wird. Diese Hilfsbrennkammer 7 weist einen Lufteinlaß 8 auf, der so ausgebildet ist, daß dieser, falls erforderlich, mit Luft aus

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einer Zweigleitung 9a der Auslaßleitung 9 des Kompressors des Turboladers 4 gespeist werden kann. Die Brenngase dieser Brennkammer werden durch eine Leitung Ja lediglich in den Einlaßkanal 5 der Turboladerturbine geführt. Die Anordnung der Hilfsbrennkammer 7, die die Gaszuspeisung zur Turbine ergänzt, stört deshalb nicht wesentlich die Möglichkeit, die durch das Vorhandensein von zwei getrennten Abgassystemen, nämlich den Leitungen 2 und 3> geschaffen wird, jedes Abgassystem derart abzustimmen oder einzustellen, daß eine maximale Ausnützung der Pulsationsenergie der Abgase sichergestellt wird. Obwohl in den meisten Fällen die Zuspeisung -von einer Hilfsbrennkammer zu einem der beiden Einlaßkanäle des Turboladers ausreicht, um die gewünschte zusätzliche Turbinenleistung zu erzielen, kann, falls gewünscht, diese Anordnung verdoppelt werden, wie es gestrichelt dargestellt ist. Es ist eine zweite Hilfsbrennkammer 17 vorgesehen, die ähnlich aufgebaut ist, wie die Brennkammer J₉ wobei diese Kammer über einen Kanal 17a in den zweiten Einlaßkanal 6 mündet und zwar in der Weise, wie es bei der ersten Hilfsbrennkammer J der Fall ist, die mit dem Einlaßkanal 5 verbunden ist. Es ist klar, daß die Abmessungen eines jeden Abgassystems abgestimmt oder verändert werden können, um eine optimale Anpassung an jede Brennkammer zu erzielen. In dem Fall, in dem mehr als zwei Sätze von Düsen getrennten Zylindern oder getrennten Zylindergruppen zugeordnet sind, kann eine gesonderte Hilfsbrennkammer für jeden Zylinder oder jede Zylindergruppe vorgesehen sein. Bei einer weiteren Ausführungsform, die ebenfalls gestrichelt dargestellt ist, kann ein gesonderter Düsensatz vorgesehen sein, der einen Speisekanal 15 aufweist, und dieser Düsensatz ist derart ausgebildet, daß dieser lediglich mit Gas von der Hilfsbrennkammer J arbeitet, das über einen Kanal 7b zugeführt wird. Dadurch wird eine Störung der normalen Strömung der Abgase von irgendeinem Zylinder oder einer Zylindergruppe zum zugeordneten Düsensatz ausgeschlossen.

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Claims

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Patentansprüche

[1. /Mehrzylinderbrennkraftmaschine, die mit einem Abgasturbo- ^-^ lader ausgerüstet ist, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, durch die die Eingangsströmung zur Turbine des Turboladers * durch die Ausgangsstromung einer Hilfsbrennkammer ergänzt wird, für welche Einrichtungen vorgesehen sind, um diese mit Brennstoff zu speisen und zwar zusätzlich zu dem Brennstoff, der der Brennkraftmaschine zugeführt wird und wobei ferner Vorrichtungen vorgesehen sind, um diese Hilfsbrennkammer mit Verbrennungsluft aus dem Ausgang des Kompressors des Turboladers zu speisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Turboladerturbine mit einer Anzahl von Düsensätzen ausgerüstet ist, daß die Abgasleitungen eines jeden der Zylinder oder einer jeden einer Anzahl von Gruppen, in die die Gesamtzahl der Zylinder unterteilt ist, so angeordnet sind, daß sie einen gesonderten Düsensatz speisen, und daß der Auslaß der HiIfsbrennkraftkammer so ausgebildet ist, daß dieser einen dieser Düsensätze speist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß der Hilfsbrennkammer so ausgebildet ist, daß er einem Düsensatz zugeführt wird, der ebenfalls mit Abgasen von der Abgasleitung eines der Zylinder oder einer Gruppe von Zylindern der Brennkraftmaschine gespeist wird.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine gesonderte Hilfsbrennkammer vorgesehen ist, um die Speisung eines jeden Düsensatzes der Turboladerturbine zu ergänzen.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß der Hilfsbrennkammer derart ausgebildet ist, daß dieser einem gesonderten Düsensatz zugeführt wird, dem nicht Abgase von irgendeinem Zylinder oder einer Zylindergruppe zugeführt werden.

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L e e r s e i t e