DE2548013A1

DE2548013A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2548013A1
Application number: DE19752548013
Authority: DE
Inventors: Richard Franz Karl Ansdale
Original assignee: Wankel Entwicklungen GmbH
Current assignee: Wankel Entwicklungen GmbH
Priority date: 1974-10-26
Filing date: 1975-10-27
Publication date: 1976-07-15
Also published as: DK477675A; JPS5166918A; GB1518098A; SE7511946L; ES442086A1; FR2289736A1

Description

HUBERT FREIHERR VON WELSER RECHTSANWALT

ZUaELAS8EN AN DEN LANDGERICHTEN MÜNCHEN I UND II, ■ AM OBERLANDEeaERIOHT MÜNCHEN UND AM BAVKRWOHEN OBERSTEN LANOESaERIOHT

8OOO MÜNCHEN 4O DANZIQER 8TRA88E 10 telefon oae/a ei se eo

24. Oktober 1975

Beschreibung der Erfindung

Brennkraftma s chine

Anmelder:

Wankel Entwicklungen GmbH 1 Berlin 20

Alt Picheisdorf 35 a

Die Erfindung betrifft die Turboaufladung einer Brennkraftmaschine/ insbesondere eines Dieselmotors.

Nach dem Stand der Technik liegen sehr viele Vorschläge zur Benutzung der Abgase eines Dieselmotors oder auch eines Motors mit Fremdzündung vor, nach denen ein von einer vom Abgas

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des Motors angetriebene Turbine einen Verdichter zur Frischgasaufladung des Motors dient. Die üblichen Turbolader weisen den Nachteil auf, daß bei hohen Last- und niedrigen Drehzahlbereichen, in denen maximale Leistung benötigt wird, die Abgasmenge niedrig und die Aufladung daher unzureichend ist. Es sind Vorschläge bekannt, nach denen zur Abwendung dieses Nachteils eine Hilfsbrennkammer in der Auslaßleitung zwischen Motor und Turbine vorgesehen ist, um in den genannten Betrxebszuständen die Turbine mit zusätzliche Leistung ergebender Wärmeenergie zu versorgen. Nach anderen Vorschlägen sollte die Turbine, der Verdichter und die zusätzliche Brennkammer ein selbständiges Aggregat bilden, in dem in einem Bypass zwischen dem Auslaß des Verdichters und der Hilfsbrennkammer dieser Frischluft überschoben wird, wobei der Bypass beispielsweise beim Anlassen des Motors geöffnet wird.

Zwar liegt der Zweck einer Aufladung in der Steigerung der Leistung des Motors und der Drehzahl. Dabei kommt es aber unvermeidlich zu einer erhöhten Belastung des Kolbens und der Lager. Es ist jedoch möglich, einen kontinuierlich betriebenen Turbolader nicht nur zum Aufladen zu benutzen, sondern auch, um die Ladearbeit an der Frischluft zwischen dem Verdichter und dem Motor derart aufzuteilen, daß beispielsweise bei einem vorgegebenen Gesamtverdichtungsverhältnis von mindestens

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14:1, das zur Selbstzündung nötig ist, das Volumenverhältnis innerhalb des Motors lediglich 5 oder 6:1 beträgt, was die Belastung der mechanischen Motorteile entsprechend vermindert, wodurch man insgesamt eine Nettoleistungssteigerung ohne Erhöhung der mechanischen Belastung erreicht. Nach einem weiteren bekannten Vorschlag sollte eine solche Anordnung eine Umgehungsleitung und eine Hilfsbrennkammer umfassen. Bei der Anwendung dieses Vorschlags auf Mehrzylinderhubkolbenmotoren haben sich Erfolge erzielen lassen.

Bei nach dem Dieselverfahren arbeitenden Kreiskolbenmotoren der Wankelbauart ergeben sich infolge der Ausbildung der Kammern Schwierigkeiten bei der Erreichung des nötigen hohen Dichtungsverhältnisses. Nach einem Vorschlag (GB-PS 967 090 und 984 744) soll ein 1:2- oder 2:3-Kreiskolbenverdichter mit einem 2^-Kreiskolbenmotor entweder durch eine gemeinsame Welle oder durch ein Zahnradgetriebe verbunden werden, wobei die eine Seite des Verdichters zur Verdichtung des Frischgases und seine andere Seite als von den Abgasen betriebene Expansionsmaschine dient. Ferner ist eine Anordnung mit einem 1:2-Verdichter bekannt, der mittels einer Welle mit einem 3^-Kreiskolbenmotor verbunden ist (GB-PS 1 347 163). Alle diese Anordnungen haben die gleiche!Nachteile wie übliche Hubkolbenmotoren, die mechanisch mit einem Lader verbunden sind. Insbesondere

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sind sie wie im Falle üblicher Hubkolbenmotoren mit mechanisch angetriebenen Aufladern für schwankende Drehzahl oder Belastung nicht besonders geeignet.

Die hier beschriebenen Nachteile sollen durch die Erfindung gelöst werden.

Diese Aufgabe wird bei den in dem Oberbegriff des Anspruches 1 bezeichneten Maschinen durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Der Verdichter einer bekannten Turboaufladeranordnung besitzt ein Druckverhältnis von ca. 3:1. Bei einem Motor, der mit Selbstzündung betrieben wird, ist die Anordnung zur Turboaufladung so ausgelegt, daß sie ein diesen Wert wesentlich übersteigendes Druckverhältnis wie z.B. 9:1 oder 10:1 aufweist.

Die bekannteste Bauart des Kreiskolbenmotors, dessen Viertaktverfahren dem des Hubkolbenmotors am meisten ähnelt, ist die weit verbreitete 2:3~übersetzte Bauart. Dem niedrigen Verdichtungsverhältnis eines derartigen 2:3-Motores entspricht ein niedriges Ausdehnungsverhältnis. Dies gilt auch für die 3:4~übersetzte Bauart, die dagegen einen zusätzlichen Dehnungstakt ermöglicht. Durch Wahl der 3:4-Bauart mit ihrer zusätzlichen Ausdehnung sphase werden bei Anwendung der Turboaufladung

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erfindungsgemäß Vorteile erzielt, die bei der 2:3-Variante nicht gegeben und ebenso bei den üblichen Hubkolbenmotoren nicht möglich sind, denen ein Gegenstück zu der 3:4-Kreiskolbenbauart fehlt.

Dadurch/daß die Fördermenge des Verdichters von der Motorendrehzahl nicht abhängt, kann dem Motor eine ausreichende Luftmenge auch bei niedrigen Drehzahlen zugeführt und damit das Dieselverfahren trotz des an sich niedrigen Verdichtungsverhältnisses des Motors durchgeführt werden. Die zusätzliche Dehnungsphase, die mit dem 3:4 übersetzten Motor gegeben ist, gestattet es, zusätzliche Arbeitsleistung zu gewinnen und damit den Gesamtwirkungsgrad des Motors zu erhöhen, ehe die Abgase an die Turbine abgeführt werden, wo sie den Verdichter antreiben.

Im Falle bekannter Anordnungen kann die Treibstoffzufuhr zur Hilfsbrennkammer gemäß der Last- und Drehzahl des Motors gesteuert werden. Bei niedrigen Lasten kann die Hilfsbrennkammer außer Betrieb sein, wobei lediglich eine Zündflamme unterhalten wird, die nicht nur die Hilfsbrennkammer für die Steigerung der Ausgangsleistung bereit hält, sondern auch den nicht unwesentlichen Vorteil anbietet, daß sie eine Verwendung der Hilfsbrennkammer als eine saubere Abgase gewährleistenden Nachverbrenner für unverbrannte Gasbestandteile zuläßt.

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Ein weiterer Vorteil des 3:4-übersetzten Motores in diesem Zusammenhang ergibt sich dadurch/ daß er im Hinblick auf eine vorgegebene Verdichtung eine raumsparendere Auslegung als der 2:3-übersetzte Motor zuläßt, was zu verbesserten Brenneigenschaften führt. Desweiteren ist die Kolbendrehzahl gegenüber dem 2:3-übersetzten Motor verringert, so daß die Gleitgeschwindigkeiten der Dichtungen geringer und die für den Brennvorgang zur Verfügung stehende Zeit verlängert wird. Schließlich wird durch die zusätzliche Dehnungsphase eines 3:4-übersetzten Motores eine bessere Abgasqualität bei höherem Treibstoff-Luftverhältnis erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung wird im Folgenden näher beschrieben und in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung

der erfindungsgemäßen Anordnung.

Fig. 2 einen Radialschnitt durch den Kreiskolbenmotor der Anordnung gemäß Fig. 1.

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Fig. 3 eine graphische Darstellung der Temperatur-, Druck- und Volumenschwankungen in der Arbeitskammer im Betrieb befindlichen Motors gemäß Fig. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung weist einen im Verhältnis 3:4-übersetzten Zweischeibenkreiskolbenmotor 1 der Wankelbauart mit viereckigem Kolben und dreibogiger Lauffläche auf, der von einem Abgas-Turboverdichter aufgeladen wird. Dieser besteht aus einer Turbine 2, die einen Verdichter 3 antreibt, der den Motor mit Frischgas auflädt. In der Abgasleitung zwischen Motor 1 und der Turbine 2 ist eine Hilfsbrennkammer 4 angeordnet. Von der Auslaßöffnung des Verdichters 3 igt ein Bypass 5 zur Brennkammer 4 geführt, so daß den Abgasen des Motors Frischluft beigemischt werden kann, um den Treibstoff zu verbrennen, der durch eine Düse 4 a in die Brennkammer geleitet wird. Durch die Umgehungsleitung

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5 wird relativ kühle Frischluft den Motorabgasen zugeführt/ was den Vorteil hat, daß die Temperatur am Turbineneinlaß innerhalb der Grenzen bleibt, die mit Rücksicht auf die Wärmestandfestigkeit der Turbinenwerkstoffe eingehalten werden müssen. An der Frischluftzuleitung vom Verdichter 3 zum Motor 1 ist ein Sperrventil 6 vorgesehen, mit dem diese Verbindung vollständig geschlossen werden kann. In diesem Fall kann die Kombination von Turbine und Verdichter bei stillstehendem Motor selbständig betrieben werden.

Eine solche Anordnung mit bekannten Zweitakt- oder Viertakt-Hubkolben-Otto-Motoren ist bekannt, wobei in einzelnen Fällen dem Verdichter ein Nachkühler nachgeschältet ist, wie er in Fig. 1 mit 7 bezeichnet ist. Eine mit der Turbine 1 und dem Verdichter 2 verbundene Antriebseinheit A kann gegebenenfalls ein Anlasser, eine Lichtmaschine, eine ölpumpe oder eine andere Hilfseinrichtung umfassen, die somit auch dann betätigt werden kann, wenn der Motor 1 stillsteht. Ein ähnliches Aggregat mit dem bekannten 2:3-übersetzten Wankelmotor mit dreieckigem Kolben und zweibogigem Gehäuse ist vorgeschlagen worden. Dieser Motor wurde nach dem üblichen Viertaktverfahren mit Fremdzündung betrieben. Der Verdichter hat dabei die normale Funktion der Motorenaufladung, die die Ausgangsleistung auf Kosten einer gleichzeitigen Steigerung der thermischen

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und mechanischen Belastung der Motorteile erhöht.

Gemäß der Erfindung wird dem gegenüber nicht nur ein Wankelmotor mit einem anderen übersetzungsverhältnis, sondern auch ein Verdichter mit wesentlich anderen Eigenschaften verwendet. Anstatt eines herkömmlichen Aufladeverdichters, dessen Druckverhältnis etwa 3:1 beträgt, wird gemäß der Erfindung vorzugsweise ein Mehrstufenverdichter angeordnet, dessen Druckverhältnis mindestens 6:1, vorzugsweise 9:1 beträgt. Der nach dem Dieselverfahren arbeitende Motor 1 weist ein Eigendichtungsverhältnis lediglich von 5 bis 6:1 auf, so daß seine thermische und mechanische Belastung einem für dieses Verdichtungsverhältnis ausgelegten Motor entspricht, wobei, wie unten erläutert wird, wegen des der 3:4-übersetzung entsprechenden Sechstaktverfahrens ein Nutzausdehnungsverhältnis des Motors in der Größenordnung von 10:1 und mehr erreicht werden kann, so daß die maximale Nutzmenge an Energie aus den Verbrennungsgasen gewonnen werden kann, ehe diese in die Turbine 2 zur Gewinnung der Restenergie geleitet werden, die für den Antrieb des Verdichters genutzt werden kann. Fig. 2 zeigt den viereckigen Kolben 8 des Motors, der mit seinen Ecken an der dreibogigen ^mrochoidenlaufbahn des Gehäuses 9 entlanggleitet, um gleichzeitig vier Arbeitskammerη sich verändernden Volumens zu bilden, in denen nacheinander die Takte des Ansaugens, des Verdichtens, der Zündung, der

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Ausdehnung und des Ausschiebens der verbrannten Gase ablaufen, wobei jedoch zusätzlich Takte des Nachverdichtens und einer Nachausdehnung hinzukommen. In Fig. 2 wird die von der Kolbenflanke 10 gebildete Kammer, die sich im Ansaugtakt befindet vom Verdichter 3 mit 6 bis 9-fachem atmosphärischen Druck aufgeladen. Bei Drehung dieses Kolbens im Uhrzeigersinn wird die Kammer unter weiterer Verdichtung der Luft um das fünffache verkleinert, wobei die Kolbenflanke dem Sattel 12 der Gehäuselaufbahn gegenüberliegt. Kurz vor diesem Sattel

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ist eine Einspritzdüse/angeordnet. Der sich somit aus zwei Verdichtungsstufen ergebende Druckwert reicht für die Selbstentzündung des Gemisches aus, das sich ausdehnt, während die Flanke 10 des Kolbens 8 dem
Bogen 14 der Gehäuselaufbahn gegenüberliegt. Je nach dem Verhältnis von Einspritzmenge und Drehgeschwindigkeit des Kolbens 8 kann die Verbrennung bei gleichbleibendem Volumen, d.h. bei geringer Bewegung des
Kolbens, bei gleichbleibendem Druck oder unter Verhältnissen ./die Zwischen den beiden genannten Bedingungen liegen.

Die durch den Bogen 14 der Gehäuselaufbahn gebildete Kammer steht mit der nächstfolgenden durch den Bogen 15 gebildeten Kammer durch einen überschubkanal 16
in ständiger Verbindung, der den nächstfolgenden
Sattel 17 der Gehäuselaufbahn durchschneidet. Sobald

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eine Ecke des Kolbens 8 die Einlaßöffnung des Kanals 16 überschleift können sich die Verbrennungsgase aus der von dem Bogen 14 gebildeten Kammer in die von dem Bogen 15 gebildete Kammer ausdehnen. Demzufolge ist das Gesamtvolumenausdehnungsverhältnis des Motors unge-

Ve rfähr gleich dem doppelten dLchtungsverhältnis und es erfolgt dadurch eine zusätzliche Gewinnung von Energie, die als mechanische Arbeitsleistung vom Kolben der Abtriebswelle zugeführt wird.

Die gestrichelte Linie in Fig. 2 bei 16 stellt gegebenenfalls notwendige Änderungsmöglichkeiten des überschubkanales 16 dar.

Die Abgase werden aus der vom Bogen 15 gebildeten Kammer durch die Auslaßöffnug 17 ausgeschoben und werden nun der Hilfsbrennkammer 4 und der Turbine 2 zugeführt.

Die beschriebenen Takte des gleichen Zyklus werden in entsprechender Weise in den von den anderen drei Flanken des Kolbens 8 gebildeten Kammern gleichzeitig durchgeführt.

Ein Vergleich mit einem 2:3-übersetzten Wankelmotor zeigt, daß bei einem 3:4-übersetζten Wankelmotor mit einem vorgegebenen Verdichtungsverhältnis von beispielsweise 8:1 und mit etwa 50 % des minimalen Volumens

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in der Mulde der Kolbenflanke die Exzentrizität (R:e-Verhältnis) 11 sein, während bei einem 2:3~übersetzten Wankelmotor des gleichen Volumenverhältnisses und demselben Muldenverhältnis eine Exzentrizität von 7,42 benötigt wird, d.h., daß der Raumbedarf höher wäre.

In ähnlicher Weise könnte bei einem 3:4-übersetzten, nach dem Dieselprinzip arbeitenden Wankelmotor die Mulde weniger als 9 % des Mindestvolumens darstellen, während der Restteil des Volumens auf die schmalen Sichelräume der Kammer entfällt, die für eine wirksame Verbrennung kaum geeignet sind. Demzufolge bietet ein 3:4 übersetzter Wankelmotor, der mit einem Turbinenauflader sowie einer Hilfsbrennkammer betrieben wird, besondere Vorteile, die gegenüber herkömmlichen Viertaktmotoren zu einem gesteigerten Gesamtwirkungsgrad führen.

In Fig. 2 ist eine zweite Brennstoffeinspritzdüse bei 19 dargestellt, die Treibstoff in den überschubkanal 16 einspritzt. Diese zusätzliche Düse kann vorgesehen werden, um die Verbrennungsgase weiter zu erhitzen und zusätzliche Arbeitsleistung mit einem Mindestmaß an ." Hilfseingriffen zu erzielen.

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In Fig. 3 werden die Temperatur- und Druckänderungen in einer durch eine Flanke des Kolbens 8 gebildeten Kammer während einer vollständigen Umdrehung des Kolbens gezeigt, die vier vollständigen Umdrehungen der Abtriebswelle des Motors entspricht. In dem untersten Diagramm werden die Volumenänderungen in einem willkürlichen Maßstab angezeigt. Auf der waagrechten Achse ist die Drehung des Motors in Grad angegeben. Die ersten 60° umfassen die Ansaugphase, bei der eine Saugwirkung erzeugt wird und die Temperatur fällt. Nach Schließen der Einlaßöffnung 11 durch das nachlaufende Eck der Kolbenflanke wird die Luft während der nächsten 60° der Kolbenumdrehung komprimiert. Nach Einspritzen und dem Verbrennen des Treibstoffes erreicht daher der Druck und die Temperatur einen Spitzenwert und es folgt die Erstausdehnung über die nächsten 60 Kolbenumdrehung hinweg. Vorerst sei angenommen, daß die Verbrennung bei konstantem Volumen vonstatten geht, d.h., daß das Einspritzen während eines Zeitraumes erfolgt, während dem das Volumen der Arbeitskammer sich kaum ändert. Nach der Erstausdehnung deckt dann das vorauslaufende Eck der Kolbenflanke die Einlaßöffnung des Überschubkanals 16/und es findet ein erster Ausschubtakt statt, wobei ein Teil des Verbrennungsgases durch den Überschubkanal 16 in die durch den Bogen gebildete Kammer überschoben wird.

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Sobald das genannte Kolbeneck das rückwärtige Ende des überschubkanales 16 erreicht, d.h. nach ca.. 30° der Kolbenbewegung, wird die Verbindung zwischen den beiden genannten Kammern unterbrochen. In der nächstfolgenden Phase, in der die Kolbenflanke dem Sattel 17 gegenüberliegt, wird durch die zweite Düse 19 zusätzlicher Treibstoff eingespritzt. Danach erfolgt ein zweiter Dehnungstakt und ein darauffolgender Ausschubtakt. Während des letzten Teile des zweiten Dehnungstaktes und des beginnenden Ausschubtaktes tritt Gas aus der nachlaufenden Kammer in die vorauslaufende Kammer über und wird durch die Auslaßöffnung 18 ausgeschoben.

Die gestrichelte Linie im unteren Diagramm in Fig. 3 zeigt die effektive Vergrößerung des Volumens der Kammer an, die durch die Verbindung mit der vorauseilenden Kammer gegeben ist. Anhand der Druckkurve sieht man, wie das daraus resultierende überschneiden des Druckes in der Kammer und des Druckes in der vorauseilenden Kammer (90 Phasenverschiebung) zu einer momentanen Drucksteigerung führt (bei B), die einen Gesamtgewinn auch ohne die Zweitverbrennung darstellt. Die unterbrochene Linie bei C zeigt die Werte an, die sich für den Nachverbrennungsanteil der vorhergehenden Kammer ergeben hätten, wenn unter Einsatz der Düse 19 eine Zweitverbrennung stattgefunden hätte, was eine wesentliche Leistungssteigerung brächte.

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Bei D wird in der Druckkurve in Fig. 3 der Wert angezeigt, der sich ergibt, wenn die Erstverbrennung bei gleichbleibendem Druck statt gleichbleibendem Volumen stattfindet.

Bei E wird der Druck angezeigt, der bei Anwendung eines Verdichters erhalten wird, dessen Fördermenge und dessen Druckverhältnis für die Aufladung des Motors ausreichen und zwar wiederum bei Einspritzung bei konstantem Druck. Daraus geht hervor, daß die erhöhte Arbeitsleistung lediglich auf Kosten von gesteigerten Spitzendrücken und thermischer Belastung erzielt wird.

Die rechte unterbrochene Linie der Druckkurve stellt die Druckschwankungen in der Arbeitskammer dar, die vor der bisher betrachteten Kammer um 90 vorausläuft und zwar während desjenigen Zeitraumes, in dem der Oberschubkanal nach dieser Kammer geöffnet ist. Die unterbrochene Linie nahe dem rechten Ende der Druckkurve verdeutlicht die Druckänderungen, die in der nachlaufenden Kammer stattfinden, d.h. in der um 90° hinter der bisher betrachteten Kammer liegenden, während diese letztgenannte Kammer über den überschubkanal mit der darauffolgenden Kammer in Verbindung steht.

Um einen optimalen und glatten Lauf des Motors zu erzielen, sollte der Oberschubkanal 16 erst dann geöffnet werden, wenn die Rückverdichtung ihren höchsten Wert erreicht hat und der Druck im wesentlichen dem der nachlaufenden Kammer entspricht.

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Wie bereits gesagt, kann der Zeitpunkt des Einspritzens so gesteuert werden, daß sich ein Zyklus konstanten Volumens ergibt, wie bei herkömmlichen Verdichtungs-Zündungsmotoren oder bei einem echten Dieselmotor, d.h. unter konstantem Druck.

Bei Anordnung gemäß Fig. 1 sind verschiedene Verfeinerungen und Abwandlungen möglich. Z.B. können beim Anlassen und um das sofortige Erreichen der Vollleistung zu ermöglichen, Abgase von dem Motor 1 zum Nachkühler 7 geleitet werden,um die vom Verdichter erhaltene Luft zu erwärmen anstatt zu kühlen, so daß der Motor rasch eine brauchbare Arbeitstemperatur erreicht. Der Bypass 5 hat eine Drosselstelle, die einstellbar angeordnet werden kann, so daß zusammen mit dem Ventil 6 und mit der Steuerung des Treibstoffes für den Motor 1 und für die Hilfsbrennkammer 4 eine vollständige Steuerung der Ausgangsleistung des Aggregats gegeben ist. In einem Grenzfall kann die Turbine 2 unabhängig vom Motor 1 betrieben werden, der dann still steht, während in einem anderen Grenzfall die Turbine 2 bei laufendem Motor lediglich als Antrieb für den Kompressor 3 wirkt und nur den Motor mit Frischluft versorgt, während in der Hilfsbrennkammer 4 nur eine Leerlaufzündflamme brennt. Unter diesen Verhältnissen stellt die Brennkammer einen wirkungsvollen, saubere Abgase liefernden Nachverbrenner dar. Bei maximaler Verdichter- leistung wird jedoch nicht nur Luft, die durch ihren

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Überschuß die Motortemperatur niedrig hält, für die Vollastverbrennung des Motors geliefert, sondern auch gleichzeitig der Vollast-Luftbedarf der Brennkammer 4 durch Einspeisung von Luft in die Abgase gedeckt.

Ein Vorteil der Anwendung eines Wankelmotors statt eines Hubkolbenmotors liegt in den beim ersteren zulässigen höheren Drehzahlen und der Erhöhung des Mitteldruckes.

Eine hohe spezifische Ausgangsleistung des Gesamtaggregates, d.h. Ausgangsleistung je Einheit Hubvolumen hängt im wesentlichen von der Wirksamkeit der Entleerung der Abgase aus dem etwas großen Mindestkammervolumen ab, das Folge des niedrigen Dichtungsverhältnisses des Motors ist. Es sind die großen Luftmengen innerhalb der Arbeitskammern, die entsprechend große und/oder lange andauernde Wärmeabgaben begünstigen. Von Bedeutung ist es, daß die Wärmeabgabe die Ausgangsleistung erhöht, ohne daß größere thermische und mechanische Belastungen des Motors eintreten. Die Gasturbine bleibt zwar während aller Betriebszustände im Betrieb. Bei einer Steigerung der Motorendrehzahl und der Ausgangsleistung nähert sich jedoch der Treibstoffbedarf der Hilfsbrennkammer der Leerlaufmenge, es sei

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denn, sie wird durch die Anforderung gesteigerter Leistung erhöht, die lediglich durch die Aufladung gedeckt werden kann. Nur unter diesen Bedingungen erhöhen sich dann thermische und mechanische Belastung.

Beim Anlassen des Aggregats wird meist die Gasturbine zuerst mittels eines in der Einheit A eingebauten elektrischen Anlassers in Betrieb gesetzt, wonach der Rotationskolbenmotor bei glattem Lauf der Turbine angelassen wird. In einem kalten Klima können die Abgase der Turbine gegebenenfalls zur Aufheizung des Motors vor dessen Anlassen benutzt werden.

Sollte die Anordnung als Not- oder Hilfsaggregat dienen, so können die Hilfseinrichtungen von der Gasturbine angetrieben werden, die ununterbrochen läuft. Dabei steht ein ständiges Antreiben dieser Hilfseinrichtungen durch die Turbine oder durch den in Betrieb genommenen Motor zur Wahl.

In Fig. 1 ist eine Einstufenturbine und ein Einstufenverdichter gezeigt, es können jedoch Mehrstufenverdichter und -Turbinen sowie Mehrfachbrennkammern verwendet werden. Eine Zwischen-kühlung zwischen den Verdichterstufen ist ebenfalls möglich. Wenn der Motor eine zweite Einspritzdüse 19 für eine Zweistufenverbrennung aufweist, kann diese Düse bei Leerlauf, bei Niedriglast und bei hohen Luftkraftstoffverhältnissen abgeschaltet sein.

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Schließlich kann die gleiche Anordnung mit Fremdzündung statt im dargestellten Dieselverfahren betrieben werden, wobei die Druckverhältnisse entsprechend geändert werden müssen und der Kraftstoff vorzugsweise eingespritzt wird.

Patentansprüche

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Claims

9ο

Patentansprüche

■ 1. Brennkraftmaschine mit vorgeschaltetem Verdichter ■~y für die Frischluft, der von einer von den Abgasen der Brennkraftmaschine beaufschlagten Turbine angetrieben ist, wobei ein aus der den Motor mit dem Verdichter verbindenden Frischluftleitung abgezweigter Bypass vorgesehen ist, der in eine mit einer Kraftstoffeinspritzdüse versehenen Hilfsbrennkammer mündet, die in der Abgasleitung des Motors vor der Turbine angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine ein 3:4-übersetzter Rotationskolbenmotor (1) der Trochoidenbauweise mit dreibogiger Laufbahn und viereckigem Kolben ist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Dieselmotor ist, dessen Verdichtungsverhältnis selbst den minimalen für Selbstzündung notwendigen Wert unterschreitet.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,2,

dadurch gekennzeichnet, daß sie eine bei konstantem Volumen arbeitende erste Einspritzdüse (13) aufweist.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,2,3,

dadurch gekennzeichnet, daß sie eine bei konstantem Druck arbeitende erste Einspritzdüse (13) aufweist.

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- €Γ-

254P013
5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,2,3,4,

dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zweite Einspritzdüse (19) für einen zweiten Verbrennungstakt aufweist,
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einspritzdüse (19) in einem Überschubkanal (16) angeordnet ist, der die achsnahe Zone (17) zwischen dem in Drehrichtung des Kolbens zweiten Bogen (14) der Laufbahn und dem dritten Bogen (15) der Laufbahn durchschneidet.

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