DE2617709C3 - Abgasturbogeladene Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung - Google Patents
Abgasturbogeladene Brennkraftmaschine mit KompressionszündungInfo
- Publication number
- DE2617709C3 DE2617709C3 DE2617709A DE2617709A DE2617709C3 DE 2617709 C3 DE2617709 C3 DE 2617709C3 DE 2617709 A DE2617709 A DE 2617709A DE 2617709 A DE2617709 A DE 2617709A DE 2617709 C3 DE2617709 C3 DE 2617709C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- internal combustion
- combustion engine
- throttle valve
- line
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/16—Control of the pumps by bypassing charging air
- F02B37/164—Control of the pumps by bypassing charging air the bypassed air being used in an auxiliary apparatus, e.g. in an air turbine
- F02B37/166—Control of the pumps by bypassing charging air the bypassed air being used in an auxiliary apparatus, e.g. in an air turbine the auxiliary apparatus being a combustion chamber, e.g. upstream of turbine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
- F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
- F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D23/00—Controlling engines characterised by their being supercharged
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
- F02B29/04—Cooling of air intake supply
- F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
- F02M26/59—Systems for actuating EGR valves using positive pressure actuators; Check valves therefor
- F02M26/61—Systems for actuating EGR valves using positive pressure actuators; Check valves therefor in response to exhaust pressure
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
Description
Die t'iTindiin» betriff! eine ahgasiufhogelitdcitc
lireniikniflnuiscliiiR· nitf Komprcssionszüiiduug. iiis-'■"•sonderc
eine Dicselhrennkrafnniisehine mit niedrisicm
Konipressious\eiliiillnis. mit einer I adcltiidimfiii'seleituiiji
zu einer in der Abgasleitung aiigeofdneleii
I lilfsbreniikaniinei. ntfl einem in der Uiirhliiselciüiiis!
.inueordfk'leii Rcückeiilil. mit einer \hüasfiick
Jlk zu. --licit Ϊ mbiiie und I IHMiremtkaiUnu-r
abzweigt und in die Ladeluftleitung einmündet, sowie mit einem Drosselventil in der Ladeluftleitung, das
zwischen der Einmündung der Abgasrückführungsleitung und der Abzweigung der Umhlaseleitung sitzt.
Eine solche ahgasturbogeladene Brennkraftmaschine ist aus der US-PS 2 633648 bekannt.
Bei der bekannten Maschine erfüllt das Drosselventil in der Ladeluftleitung die Aufgabe, das Anlassen
der Brennkraftmaschine bei niedriger Umgebungstemperatur zu erleichtern, indem der Ladeluftzustrom
durch Schließung des Drosselventils gebremst und dadurch die Ladeluft vor dem Eintritt in die
Brennkraftmaschine durch Verdichtung erwärmt wird. Der in der bekannten Brennkraftmaschine auch
schon vorgesehenen Abgasrückführungsleitung ist ein Regelorgan zugeordnet, um das Verhältnis zwischen
der durch die weit offene Leitung ankommenden Luftmenge und der Menge der Auspuffgase einzustellen.
Die im allgemeinen von Hand vorgenommene Regelung dieses Regelorgans regelt nur sehr grob und
macht das Anlassen bei großer Kälte unsicher, weil entweder zu viel Auspuffgase zurückgeführt werden,
was die Verbrennung unvollständig macht und die Gefahr des Erstickens des Motors mit sich bringt, oder
nicht genügend Auspuffgase zurückgeführt werden, was das Anlassen behindert. Außerdem wird das Regelventil
durch die es berührenden Gase hoher Temperatur beschädigt.
Der Erfindung liegt die .Aufgabe zugrunde, mit einfachen
Regelorganen das für den Teillastbetrieb mit erhöhter Drehzahl (insbesondere in der Nähe der
Nenndrehzahl) erforderliche Druckverhältnis in der Ladeluftleitung auf ein Minimum zu senken und dadurch
den Brennstoffverbrauch zu verringern. Außerdem soll die Primärluftzufuhr zu der Hilfsbrennkamnier
nicht unterbrochen sein. Der Teillastbetrieb mit erhöhter Drehzahl tritt beispielsweise dann auf. wenn
die Brennkraftmaschine in Bereit-chaftsstellung fur den Antrieb eines elektrischen Generators gehalten
wird, oder sich in Schubbetrieb h.findet.
Die Hriiiidungsaufgabe wird dadurch gelöst, daß
bei Teilidst und etwa Nenndrehzahl die der Brennkraftmaschine Z'igefuhrte Luftmenge durch das Drosselventil
unter du 'lenötigti· Gasmenge begrenzt und
die Differenz zui henotigten Gasmenge als Ahgas-M
uftgemisch) aus der Abgasruckfiilirungsleitung ergänzt
wird, wobei überschüssige l.adeluft über das als
DiffereiizdiuckventJ ausgebildete Regelventil abströmt,
welches durch den Ladedruck vor dem Drosselventil gesteuert ist.
Aus der DI-OS 23IM>:7 ist bekannt, das Regel-
»Liitil in der Umhlaseleitung als Differeiizdruckvenlil
auszubilden, dessen Druckabfall vom Durchsatz uii-'Miangig
ist und linear mit dem Druck am Ausgang des Kompressors zunimmt, wobei der Druckabfall im
allgemeinen 5'' bis I ς' ι des Drucks am Ausgang des
Kinnpiessors darstellt. Hei dieser bekannten abgas
turhiigeliiilenen Brennkraftmaschine (bei ilei eine
/-Migasriickfiihriuijlslcituni! nicht vorgesehen ist) W- stellt
wegen ilci üt.iiklig offenen Abzweigleitung die
Möglichkeit, den Turboköilipressor wie eitle Gasturbine
aiheilen zu lassen und eine Anpassung an die
ts.iiie seiner l'endellinie vorzunehmen, so daß er einen
hohen Wirkungsgrad besitzt. Der Turhokomprcssor
für die Aufladung der Brennkraftmaschine wird so ge-
«alill. daß er der Brennkraftmaschine angepaßt ist.
wenn diese in ihrem Neniipiinkt. d. h. mit höchster
! ι isiuim(jiröUies Drehmoment und iirößte Drehzahl)
arbeitet. Diese Anpassung erfordert im allgemeinen, daß der Kompressor dann außer der von der Brennkraftmaschine
aufgenommenen Luftmenge eine zusätzliche Luftmenge von größenordnungsmäßig 5rr
bis \5r'c der von der Brennkraftmaschine aufgenommenen
Luftmenge zu liefern hat. und zwar für die Erfüllung der folgenden Aufgaben
für die Ai'f.'echterhaltung einer Strömung in der
Umblaseleitung, welche die Festlegung der Druckdifferenz zwischen dem Kompressor und der Turbine ermöglicht;
für die Lieferung des Sauerstoffs, welcher zur Aufrechterhaltung
der Verbrennung bei Sparbetrieb in der Hilfsbrennkammer erforderlich ist. sofern eine
solche vorgesehen ist;
für die Kühlung heißer Teile der Brennkraftmaschine,
insbesondere der Auspuffleitung und der Zündkerzen;
für die Lieferung des Luftüberschusses, welcher zur Kompensation \or Änderungen der L'rngebiingsbc
dingungen und zur Kompensation einer \ jrschnuitzung
der Luftfilter erforderlich ist.
Aus Gründen einer sparsamen Konstruktion ist es zweckmäßig, einen Kompressor /u wählen, welcher
diesen Forderungen entspricht, aber auch nicht mehr.
Wenn die von der Brennkraftmaschine angesaugte Luft auf einer praktisch konstanten Temperatur gehalten
wird, ist die den Betrieb des Motors hei konstanter Drehzahl (Kennlinie Forderleistung-Druck)
darstellende Kurve eine durch den Ursprung gehende Gerade, wenigstens bei einem Viertaktmotor, welcher
sich als volumetrische Maschine verhält. Der Betriebspunkt des Turbokompressors verschiebt sich dagegen
auf einer Kurve, deren Konkavität der Druckachse zugewandt ist und welche durch einen
Ncnnanpassungspunkt geht, welcher dem Nenndruck und einer Förderleistung entspricht, welche um 5'r
bis I 5rr größer ist. als die von dem Motor aufgenommene
Luftnenge: ferner geht diese Kurve durch den die Förderleistung 0 und ein Druckverhältnis I darstellenden
Punkt.
Die beiden Kennlinien schneiden sich also zwangsläufig
bei beliebiger Motordreh/ahl (kleiner werdende Motordrehzahl bewirkt nur eine Abnahme der Steilheit
der Kennlinie Förderleistung Druck der Brennkraftmaschine).
Wenn man das Druckverhaltnis bis auf den Kreuzungspunkt und unter diesen herabsinken
ließe, sei würde dies die Luftströmungen der Imblascleitung
zu Null UM::hen und danach umkehren, was einen normalen Betrieb des Motors und insbesondre
eine Beschleunigung im Leerlauf verhindern würde.
Eine naheliegende Losung zur Vermeiduni! dieses ί ehlverhaltcns konnte darin bestehen, die Kraftstoffeinspritzung
in die Hilfsbrennkanmier derart zu steuern,
daß ein Absinken des V orveidichtuiigsdrucks tinler
einen Wert verhindert wird, welcher etwas hoher ist. als der der Kreuzuim der Kurven entsprecheiu'i
Wert. An der iten Brennkraftmaschinen ist jedoch
diese Lösung wenig befriedigend, da sie den Gesamtbrennstoffverbraueh
erheblich erhöht, wenn die bicnnkraftmascliine im Langsamlauf oder mit geringer
Belastung arbeilet. Bei der erfiuduugsgeinäßeii : 'istiiig bestehen die Nachleile der bekannten Lösung
mi* W DE-OS J3lh<)27 im wesentlichen nicht."
Bei der eifindiingsivinäßen Brennkraftmaschine
'Ting! die 'vombiiiation der Umblaseleituns. in wel-Cr.
" durch ι. Differenzdruckvcutil ein lieiiaii definierter
Druckabfall aufrechterhalten wird, mit tier weit offenen Abgasrückführungsleitung die Möglichkeit,
die der Brennkraftmaschine zugeführte LuItmenge auf einen solchen Wert einzustellen, daß keine
Überlastung am Auspuff auftritt. Das Vorhandensein der Umhiasleitung laßt nämlich zwei Druckpegel aultreten.
welche der »Pegel oberhalb« und der »Pegel unterhalb« genannt werden können, wobei diese beiden
Pegel einzig und allein durch den Druck oberhalb
ι» festgelegt werden. Wenn das an dem Ladelufteinlaß der Brennkraftmaschine angeordnete Drosselventil
der Luft keinen genügenden Querschnitt darbietet, um den Druck am Ladelufteinlaß über dem »Pegel
unterhalb« zu halten, so wird die Abgasrückführlei-
ii tung wirksam, um diesen »Pegel unterhalb« wieder
herzustellen und sucht am Ladeluiteiniaß eine heiße Atmosphäre bei dem Druck des »Pegels unterhalb
herrschen zu lassen. Da die Öffnung des Drosselventils ohne Wirkung aul diesen »Dri ».pegel unterhalb
herrschen zu lassen. Da die Öffnung des Drosselventils ohne Wirkung aul diesen »Dri ».pegel unterhalb
:■■' in!, ist die dieser Brcnnkraftma><.h"ic /uueiuhrte
Frischluftmenge keine Funktion des ihr von dem
Drosselventil dargebotenen Durchtrittsquerschnitts mehr. Dieser kann dann so geregelt werden. daü er
bestimmte Forderungen erfüllen kann, ζ B die h>r-
:> derung nach Aufrechterhaltung der Einlaßtemperatur
der Brennkraftmaschine auf einen konstanten Wert, ohne daß eine wirkliche Steuerschiene vorgesehen
werden muß.
Die Abgasruckfuhrleitung kann so ausgebildet
in werden, daß sie die Auspuffgase der Brennkraftmaschine
allein, oder die aus der Hilfsbrennkammer austretenden Gase an den Einlaß der Brennkraftmaschine
zurückfuhrt. Die letztere Losung ist im
allgemeinen vorzuziehen, da sie eine vereinfachte Re-
r> gelling gestattet und die am Ausgang der Hilfsbrennkammer
entnommenen Gase nur wenig oder keine unverbrannten Kohlenwasserstoffe enthalten, m Gegensatz
zu den Auspuffgasen. Auch sind die aus der Hilfsbrennkammer kommenden Verbrennungsgase
4» erl ."blich heißer, was die Ruckführung in geringerer
Menge gestattet.
Die Abgasruckfuhrleitung wird, um keinen merklichen
Druckabfall zu verursachen, mit einem großen Querschnitt ausgeführt und enthält ein Ruckschlag-
4i ventil mit einer schwachen Ruckstellfeder.
Die Steuerung des Drosselventils wird in Abhängigkeit
von Betriebsparameterr. des Motors auf die
Autrechterhaltung einer solchen Drosselung hin abgestellt, daß die Strömungsmenge in der Umblaseleitung
genügt, um eine genau definierte Druckdifferenz zw ischen dem Eingang der Turbine und dem Ausgang
des Kompressors aufrechtzuerhalten, den fur die Verbrennung in der Hilfsbrennkammer erforderlichen
Sauerstoff zu liefern und die Temperatur am Auspuff
r> des Motors innerhalhder zulässigen Grjnze zu halten.
Das Regelsystem des Drosselventils kann so ausgebildet werden, daß es w irksam wird, bevor die kleiner
werdende Belasti .ig des Motors einen Wert erreicht,
bei dem die Hilfsbrennkammer in Tätigkeit tritt, um
to so den Ausgangsdruck des Kompressors auf einem »tiefsten« Pcgt'l zu halten.
Durch die Aufrechterhaltung einer durchsatzunab-Hängigcn
Druckdifferenz zwischen Eingang und Ausgang der Uinblaselci'iiing( Druckdifferenz, welche *ieh
t-, z.w ischen dem Ausgang des Kompressors und dem
Einlaß der Turbine wiederfindet) wird auch ein allen mit VorverdichUing gespeisten Motoren sieringen
VerdieliUinvjsverhültnisses gemeinsames Problem mc-
26 M 709
löst, welches die Drossdung am Einlaß der Brennkraftmaschine
erschwert:
Fs handelt sich um das Anlassen der Brennkraftmaschine und ihren Betrieb im Leerlauf oder bei geringer
Leistung, wenn die Umgebungstemperatur sehr
niedrig ist. Die sich als naheliegend anbietende Maßnahme, den Vorverdichtungsdruck durch Verbrennung
von Kraftstoff in der Hilfsbrcnnkammer auf einem ausreichenden Pegel zu halten. Maßnahme, die
kostspielig ist und einen Anlasser größerer Leistung erfordert, kann somit vermieden werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung ist sowohl auf rotierende Motoren, als auch auf Motoren miif hin- und hergehendem Kolben
anwendbar. Sie kann bei Motoren mit Fremdzündung und bei Motoren mit Kompressionszündung annnd!
erfindungsgemäße Lösung, wenn der Motor eine volumetrische
Maschine i. B. ein Viertaktmotor (im Gegensatz zu einem Zweitaktmotor) ist. Ganz besonderes
Interesse für die Anwendung der Erfindung besteht bei Anlagen mit Viertaktmotor kleinen Verdichtungsverhältnisses
von unter 12 und bis unter f> in Verbindung mit Turbokompressoren hohen Verdichtungsverhältnisses
von bis zu (S und darüber, insbesondere wenn der Turbokompressor in der Nähe seiner
Pendellinie arbeitet und daher einen hohen Wirkungsgrad besitzt Die zur Anwendung kommenden
Turbokompressoren können sowohl auf der Turbinenseite, als auch auf der Kompressorseite mehrteilig
oder mehrstufig sein, wobei auf der Kompressorseite Zwischenkühlung vorgesehen sein kann.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispiclshalber erläutert.
fig. 1 ist ein Prinzipschema der Maschine mit einem hydromechanischcn System zur Steuerung der
Drosselmittel:
I ig. 2 zeigt die Kennlinien Förderleistung Druck der Brennkraftmaschine und eines mit ihr gemäß
Ii c. I vereinieten Turbokompressors:
Γ ig. 3 zeigt die Kurven des Leistungsverlaufs der
in der Anlage gemäß Fig. 1 eingesetzten Brennkraftmaschine als Funktion ihrer Drehzahl für verschiedene
Werte der Auspufftemperatur Tr bis zu dem größten zulässigen Wert von 650" C:'
fig. 4 zeigt schematisch eine Abwandlung gegenüber
I ig. 1. und
I ig. 5 zeigt schema tisch eine weitere Abwandlung.
In Fig. 1 erkcnt maneine Brennkraftmaschine 10.
nämlich einen Viertaktdieselmotor mit niedrigem Kompression.sverhältnis (von unter 12) und einen
Turbolader, welcher durch eine Turbine 11 und einen Kompressor 12 gebildet wird; die Rotoren von Turbine
und Verdichter sind durch eine Welle 13 verbunden. In dem Lufteinlaß des Fliehkraftkompressors 12
ist ein mit der Welle durch eine Kupplung 16 gekuppelter elektrischer Anlaßmotor IS angebracht. Der
Kompressor 12 hat ein hohes Verdichtungsverhältnis, etwa größer als (S.
Bekanntlich kann man derart hohe Verdichtungsverhältnisse mit gegenwärtig verfügbaren einstufigen
Üherschallkompressoren erhalten. Ein Luftkühler 17 mit (nicht dargestellten) Mitteln für seine Außerbetriebsetzung
ist zwischen dem Kompressor 12 und der Ladeluftleitung 18 des Motors angeordnet. Eine mit
einer Kraftstoffzufuhr 2Of versehene Hiifsbrennkamrner 19 gestattet die Vorwärmung der von der Aus
puffleitung 21 des Motors kommenden Abgase vor ihrer Zufuhr zu der Turbine 11* wenn die in diesen
Gasen enthaltene Energie ungenügend ist.
Eine im Betrieb der Anlage ständig offene Unibiaseleitung
22 ermöglicht der von dem Kompressor 12 gelieferten und von dem Motor lO nicht aiifgc|it>n1-menc'ii
Luft, zu der Turbine zu gelangen. Diese Umblaseleitiirig
verbindet die sfromäUfwärtige Seite des
Kühlers 17 mit der Hiifsbrenfikammer 19. In der Um-Blaseieitung
22 ist ein Diffefchzdruckvciitil 23 angeordnet,
welches der diese Leitung in Richtung auf die Hilfsbrennkammer 19 durchströmenden Luft einen
Druckabfall Λ P - P. — P1 erteilt, welcher praktisch
linear mit dem Ausgängsdruck P7 des Kompressors zunimmt und von der die Leitung durchströmenden
Strömungsmenge unabhängig ist.
Das Differenzdruckventil 23 kann von der in der
uC'üiscilcii Oiiciiit-güi'igssCi'ifiii 2 3iwi»27 !«.-hCf'iiici'it"-nen
ArI sein.
Eis sei zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 2 das Problem beschrieben, welches bei Betrieb der Anlage
mit niedrigen Drücken und niedrigen Förderleistungen im Turbolader auftritt.
Da der Motor 10 die volumetrische Bauart aufweist und über den Kühler 17 Luft empfängt, welche im
allgemeinen eine etwa konstante Temperatur (etwa KK) C ; hat. ist seine Kennlinie (Verlauf der in der
Zeiteinheit aufgenommenen Luftmasse Q als Funktion des Verdichtungsverhältnisses P, Px) bei konstanter
Drehzahl .V praktisch eine durch den Ursprung gehende Gerade, deren Steigung um so kleiner
ist. je kleiner die Drehzahl ist. Bcispielshalber sind die Kennlinien A„. A , und A, eines typischen Dieselmotors
VS von 800 PS 'für ,V = 2000 U'min.
/V = 2500 U min und .V = 2S00 U min in Fig. 2 gestrichelt gezeichnet, wobei die Kurve A1 durch den
Nennpunkt Px, geht.
Da der Turbokompressor infolge des Vorhandenseins der ständig offenen Umblaselcitung 22 wie eine
Gasturbine arbeitet, hat der Kompressor 12 eine einzige Kennlinie, welche durch den Punkt P, P, = 1
(worin P1 den Atmosphärendruck bezeichnet) und Q=O (worin Q die von dem Kompressor in der Zeiteinheit
gelieferte Luftmenge bezeichnet) geht. Diese Kennlinie B ist eine konkave Linie, für welche ein
Beispiel in Fig. 2 angegeben ist. Ihre genaue Form hängt von der Durchlässigkeit der Turbine ab. und
es ist nicht möglich, sie bei einem gegebenen Turbokompressor in einfacher Weise zu verändern. Die befriedigendc
Anpassung des Kompressors 12 <.n den
Motor 10 erfordert, daß der Nennpunkt P1 des Kompressors
einer Förderleistung entspricht, weiche um 5 bis \5'7c größer als die dem Nennpunkt F1, des Motors
entsprechende ist.
Wie man sieht, verläuft die Kurve B zwangsläufig
unterhalb der Kurven A in der Nähe des Ursprungs für einen Wert π{ = 1.7 von P1ZP, bei 2500 U.'miη
in dem dargestellten Fall.
Ein Betrieb unterhalb dieses Punkts ist ausgeschlossen,
da er eine umgekehrte Strömung in der Umblaseleitung22und das Erlöschen der Hilfsbrennkammer
19 zur Folge hätte. Die Betriebsbedingungen mit einem zu P, proportionalen Druckabfall Δ Ρ waren
nicht mehr erfüllt. Wenn man sich nun damit begnügt. die Einspritzung von Kraftstoff mitteis der
Vorrichtung 20 so zu steuern, daß der von einer Sonde 24 festgestellte Druck in der Ladeluftleilung 18 auf
einem genügenden Pegel gehalten wird, um die
Sclbstzüiidungziicrmöglicliciii und wenn dieser Pegel
einem Unter π, liegenden Wert Jt1 von P1IP1 ent^
spricht* sieht man, daß eine Beschleunigung vom
Leerlauf bis zu der Nenndfehzahl uiimöglicli ist. Wenn
z, B» Jr2 *= 1,5 (Wie iri Fig. 2 dargestellt) ist es unmöglich,
vom Leerlauf bis auf 2ÖÜÖ U/min und erst recht
ηΐφ? darüber hinaus zu beschleunigen; denn die
Hilfsbrennkammör 19 würde vor 2000 U/min infolge
Luftmangels erlöschen, und der Motor würde ebenfalls stehenbleiben, da der TüfKökdmpi'essor mit den
Auspuffgasen des Motors 10, welche eine niedrige Temperatur haben, nicht selbständig arbeiten kann.
Dieser Zustand kann bei einer doppelten Auskupplung an einem F ahrzeug oder bei der Abwärtsfahrt
mit Motorbremsung sowie beim Hochtreiben oder einer Hohlraumbildung einer Schiffsschraube auftreten
und eine Störung des Betriebs hervorrufen.
die größte Nenndrehzahl Nmax bezogenen Bruchteils F
der Nennleistung eines typischen Motors als Funktion der Drehzahl N für eine Anlage, deren Hilfsbrenhkammef
19 in Betrieb genommen werden muß, wenn F kleiner als 20% ist, um P1IP1 auf dem Wert Jr1
zu halten und die Selbstzündung sicherzustellen, Man sieht, daß man sich bei geringer Belastung und höher
drehzahl des Motors stets in Betriebszonen befindet,
in welchen die Auspufftempefätür Tr gering ist und
durch Drosselung des Einlasses ohne Oherhitzungsgcfahr
erhöht werden kann.
Das automatische Steuersystem kann daher einen sehr einfachen Aufbau haben. Es genügt eine der
Auspuffleitung zugeordnete Temperatursonde und ein von dieser Temperatursonde beeinflußtes Organ
zur Verstellung des Drosselventils 25, wobei dieses Organ so arbeitet, daß die Austrittstemperatur der
ren« Wert π2 so weit zu vergrößern, daß er über ,T1
liegt. Dies erhöht aber den Verbrauch bei Teillast und im Langsamlauf beträchtlich. Eine andere Lösung besteht
darin, einen Kompressor vorzusehen, dessen Förderleistung im Nennpunkt P1 erheblich über der
für den Motor erforderlichen liegt. Dann ist aber die Anpassung schiecht. Die durch die Umblaseleitung 22
strömende Strömungsmenge wird dann nämlich wenigstens bei Teillast zu hoch, und die Kühlung durch
die Verdünnung der Auspuffgase des Motors erfordert entweder eine Vergrößerung der Vorwärmung
in i1:r Kammer 19 (und somit eine Erhöhung des Gesamtverbrauchs),
oder eine Erhöhung der Auspufftemperatur des Motors mit der Folge einer thermischen
Überlastung desselben.
Das Drosselventil 25 hilft den obigen Fehler zu unterdrücken,
ohne deshalb den Verbrauch im Langsamlauf und bei geringer Belastung zu erhöhen, wobei
es gestattet, eine gute Anpassung des Kompressors an den Motor beizubehalten.
Das Drosselventil 25 für den dem Motor 10 zuströmenden Luftstrom ist in Fig. I durch eine Drehklappe
dargestellt, welche durch ein beliebiges anderes Organ ersetzt werden kann; zu beachten ist. daß die Drücke
beiderseits des Drosselventils keine merkliche Wirkung auf dieses im Sinne eines Öffnens oder Schließens
ausüben; es ist ein System zur automatischen Steuerung des Drosselventils 25 vorzusehen, welches
dieses voll offenhält, wenn die Belastung des Motors größer als ein bestimmter Bruchteil (z. B. 20%) seiner
Nennlast ist und unterhalb dieser Schwelle das Drosselventil 25 teilweise schließt, um die dem Motor 10
zuströmende Luftmenge zu begrenzen, und zwar auf einen Wert, welcher gleichzeitig so klein ist, daß die
Strömungsmenge in der Leitung 22 das Arbeiten der Brennkammer 19 ermöglicht, und so groß, daß die
Temperatur eines kritischen Teils des Motors 10 (im allgemeinen die Temperatur am Auspuff) nicht einen
bestimmten Grenzwert übersteigt.
Diese Begrenzung ist kein Nachteil für den Motor. Bei Fehlen des Drosselventils 25 saugt nämlich der
Motor bei geringer Leistung viel mehr Luft an, als für die Verbrennung erforderlich ist, und die Auspufftemperatur
ist erheblich niedriger, als die zulässige Höchsttemperatur. Bei gegebener Leistung ist die
Auspufftemperatur eine stark abnehmende Funktion der Drehzahl Λ' (das Verhältnis Luft/Krafisioff
nimmt dagegen etwa proportional zu N zu). Diese Eigenschaft geht aus Fig. 3 hervor: Fig. 3 zeigt für eine
gegebene Auspufftemperatur Tr den Verlauf des auf
von F — 2()r-f eine Funktion von NZN1113x ist. Unab-
hängig von der gewählten Steuerart hat dies eine Durchbiegung der Kennlinien des Motors bei konstanter
Drehzahl zur Folge. Beispielshalber ist in Fig. 2 gestrichelt die Durchbiegung der Kennlinie A ,
der Nenndrehzahl dargestellt, deren unterer Teil die Kennlinie A0 erreicht und daher die Kurve B unterhalb
von ^t1 kreu/t.
Es ist jedoch zu bemerken, daß die Hilfsbrennkammer erlischt, wenn der Motor bei beliebiger Belastung
von 2800 U min an mit übermäßiger Drehzahl läuft
jo (die über der Kurve B liegende Kurve A, entspricht
dieser Drehzahl). Es muß daher eine Vorrichtung zur Wiederzündung der Hilfsbrennkammer 19 nach einem
Übergang zu einer überhöhten Drehzahl vorgesehen werden, oder es muß der Übergang zu überhöh-
J5 ten Drehzahlen verhindert werden.
Das Drosselventil 25 und sein Steuersystem sind einer Abgasrückführungsleitung 26 zur Rückführung
der heißen Gase zugeordnet, welche bei Wirksamwerden des Drosselventils 25 den stromabwärts von ihm
herrschenden Druck P, am Einlaß des Motors durch Zufuhr von am Ausgang der Hilfsbrennkammer 19
entnommenen heißen Gasen wiederherstellt. Diese Abgasrückführungsleitung 26 stellt stromabwärts der
Hilfsbrennkammer 19, wo der Druck P} herrscht, eine
Verbindung mit der Ladeluftleitung 18 des Motors her. In der Abgasrückführungsleitung 26 ist ein Rückschlagventil
27 angeordnet, welches die Abgasrückführungsleitung 26 schließt, solange die Frischluft
nach Durchströmung des Drosselventils 25 von dem Motor mit einem über Px liegenden Druck angesaugt
wird.
Es sei hier daran erinnert, daß. da Δ P = P, - P, nur eine Funktion von P1 ist, die das Drosselventil
25 durchströmende Luftmenge vollständig durch den von dem Drosselventil dargebotenen Durchtrittsquerschnitt
bestimmt wird. Das Regelsystem für das Drosselventil 25 kann sehr einfach sein; es kann sich
auf die in Fig. I dargestellten Bestandteile beschränken.
Beim Arbeiten mit geringer Leistung (wenn der Druck P2 einen Bruchteil F von weniger als 20% des
Nenndrucks in dem in Fig. 3 dargestellten Fall beträgt, wobei der Luftkühler 17 außer Betrieb ist, die
Hilfsbrennkammer 19 arbeitet und das Drosselventil 25 teilweise geschlossen ist), besteht zwischen der
Motoreintrittstemperatur T5 des Gemisches Luft—Auspuffgase der Ausgangstemperatur T, des
Kompressors, der Temperatur T, der zurückgeführten
Oase, der angesaugten Lciftmengc cfa und der von dem
Motor angesaugten Gesamtmenge c\m die angenäherte
Beziehung:
η = (ViJ 7-2 + 0-«/.Afc,) T3
Unter der Annahme,· daß der durch das Differenzciruckventil
23 erzeugte Druckabfall AP = P^-P1 zu
P2 proportion;;! ist und daß T2 und T, nur von" P2
abhängen (was bedeutet, daß der Kompressor eine einzige Kennlinie hat), zeigt eine einfache Rechnung,
daß T, (bei gegebener Umgebungstemperatur) praktisch
konstant bleibt, wenn der von dem Drosselventil 25 dargebotene Querschnitt F zu der Motordrehzahl
N proportional ist. solange die Hilfsbrennkammer
wirksam ist. urn P, auf dem tiefsten Wert (π2 in
Fig. 2) zu halten.
Unter diesen Bedingungen läßt sich eine konstante Motoreintrittstemperatur während derjenigen Betriebsperioden,
in welchen die Hiifsbrennkammer 19 in Tätigkeit ist, um P2 auf dem tiefsten Wert π2 zu
halten, einfach dadurch aufrechterhalten, daß der Querschnitt S des Drosselventils 25 zu der Motordrehzahl
N proportional gehalten wird.
Die Vorrichtung der Fig. 1 enthält ein automatisches Regelsystem, welches gestattet, diese Bedingung
zu erfüllen und außerdem Veränderungen der Umgebungstemperatur zu kompensieren, zu welcher
die Temperatur T2 (für einen gegebenen Wert von K1) und die Motoreintrittstemperatur T, proportional
sind, solange der Kühler 17 außer Betrieb ist. Diese Kompensation erfolgt, wie weiter unten ausgeführt,
durch Veränderung des Proportionalitätsverhältnisses zwischen dem Querschnitt 5 des Drosselventils 25
und der Drehzahl N des Motors.
Das Regelsystem enthält einen Druckgeber, welcher Öl oder ein anderes hydraulisches Druckmittel
mit einem zu dem Quadrat der Motordrehzahl N proportionalen Druck liefert; ferner umfaßt es ein mit
dem Drosselventil 25 verbundenes Betätigungsglied und einen auf den Druck P, vor dem Drosselventil
25 ansprechenden Umschalter oder Verteiler, welcher je nach dem Wert dieses Drucks P2 den Öldruck aus
eiern Diuckgcüci in voiier Höhe oder nach Herabsetzung
an das Betätigungsglied anlegt.
Der Druckgeber umfaßt eine Ölpumpe 28, welche von dem Motor 10 angetrieben wird und eine zu der
Drehzahl N proportionale Förderleistung Qh = kt N
hat. Diese ölpumpe saugt Öl aus einem Vorratsbehälter 29 an und fördert es in eine Leitung 30 mit einem
geeichten Überdruck- oder Schutzventil 31. Der Förderdruck Ph der Pumpe wird durch einen oder
mehrere Leckströmungskreise mit einer Düse festgelegt, deren Querschnitt festliegt, oder eine Funktion
eines zu berücksichtigenden Betriebsparameters ist.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind zwei parallele Leckströmungskreise vorgesehen; der eine
dieser Leckströmungskreise umfaßt einen mit einer festen Düse 33 des Querschnitts s, versehenen Kanal
32 für den Rückfluß zu dem Vorratsbehälter 29; der andere umfaßt einen Kanal 34 ebenfalls für den Rückfluß
zu dem Vorratsbehälter 29; dieser Kanal 34 ist mit einer Düse 35 versehen, deren Durchtrittsquerschnitt
s2 eine Funktion der Stellung einer Nadel 36 ist; die Nadel 36 ist von einer der Umgebungstemperatur
Tn ausgesetzten Thermometerkapsel 37 getragen:
Der in der Leitung 30 herrschende Druck Ph ist
(wenn der erste Leckströmungskreis offen ist):
Ph =k2N2/(s{+s2)\
Ph =k2N2/(s{+s2)\
worin A2 eine konstante ist.
Wenn der Druck Ph 50 Bar bei der Nenndrehzahl
erreichen kann, wird das Überdruck- oder Schulzventil 31 z. B. auf 60 Bar eingestellt.
■> Das Betätigungsglied wird durch ein zweistufiges hydraulisches Kraftgerät 38 gebildet; dieses umfaßt in einem Zylinder 39 einen Hauptkolben 40, dessen Kolbenstange mit einem Hebel 52 verbunden ist( welcher seinerseits fest mit dem Drösseiventil 25 verbunden ist: der Hauptkolben 40 ist auf einer Seite dem Atmosphärendruck P11 und auf der anderen Seite dem Druck Ph' ausgesetzt; dieser Druck Ph' herrscht in einer Relaiskammer 42, eine Rückholfeder 41 wirkt dem Druck Ph' entgegen; ferner umfaßt das Betäti-
■> Das Betätigungsglied wird durch ein zweistufiges hydraulisches Kraftgerät 38 gebildet; dieses umfaßt in einem Zylinder 39 einen Hauptkolben 40, dessen Kolbenstange mit einem Hebel 52 verbunden ist( welcher seinerseits fest mit dem Drösseiventil 25 verbunden ist: der Hauptkolben 40 ist auf einer Seite dem Atmosphärendruck P11 und auf der anderen Seite dem Druck Ph' ausgesetzt; dieser Druck Ph' herrscht in einer Relaiskammer 42, eine Rückholfeder 41 wirkt dem Druck Ph' entgegen; ferner umfaßt das Betäti-
gungsglied einen Steuerkolben 43, auf welcherder Druck P1/ in der Relaiskammer 42 und einr
geeichte Gegenfeder 44 im Sinne einer Entfernung
Förderdruck Ph der Pumpe 28 in dem anderen Sinn
wirkt.
Der Umschalter 45 bringt den Druck in der Relaiskammer 42 auf den Wert Pn, wenn der Vorverdichtungsgrad
P2IPn kleiner als ein gegebener Wert ist,
z. B. π3 (Fig. 2), um so die Betätigung des Drossel-
ventils 25 durch den Hauptkolben 43 zu bewirken (wobei sich dann der Kolben 40 praktisch im Gleichgewicht
befindet), oder den Wert Ph, wenn P2/P„größer
als dieser Wert π3 ist, wodurch der Kolben 40
bis in seine der vollen Öffnung des Drosselventils 25
JO entsprechende Grenzstellung (in Fig. 1 nach links)
verschoben wird.
Der Umschalter 45 umfaßt ein Gehäuse, welches an den Kanal 32 angeschlossen ist und in welchem
sich ein Schieber 46 befindet; dieser Schieber 46 ist in einer Richtung dem Druck P2 und in der anderen
Richtung der Wirkung einer geeichten Feder 47 ausgesetzt. Die Feder 47 ist so geeicht, daß, wenn P2IP0
kleiner als der Wert π} ist, der Schieber 46 seine voll
ausgezogene Stellung einnimmt, in welcher er den Ka-
■10 nal 32 auf Entleerung schaltet; wenn dagegen P1IPn
den Wert π, übersteigt, unterbindet der Schieber 46
die bntleerung (gestrichelte Stellung).
Wenn die Umgebungstemperatur Tn in weiten
Grenzen schwanken kann, wird zweckmäßig π3 ein
um so höherer Wert gegeben, je niedriger T1, ist. Hierfür
genügt es, wiegestrichelt in Fig. 1 angegeben, den auf den Schieber 46 wirkenden Druck durch einen
ins Freie mündenden Leckkanal gegenüber dem am Einlaß des Motors 10 herrschenden Druck zu korrigieren
mit Hilfe einer Düse 48 konstanten Querschnitts und einer Stelldüse, deren Querschnitt durch
eine von einer Thermometerkapsel 50 getragenen Nadel 49 geeigneten Profils gesteuert wird.
Es wird nun angenommen, daß keine Modulation des Werts ks des Drucks in Abhängigkeit von der
Umgebungstemperatur Tn vorgesehen ist, sondern
nur eine Modulation des Drucks Ph in Funktion dieser
Temperatur T0.
Zur Vereinfachung sei weiter angenommen, daß der Turbo kompressor unter Benutzung des Anlassers
15 zunächst angelassen und hierauf auf die Betriebs-
. drehzahl gebracht wird. Der Druck Ph ist dann Null,
und der !Ladedruck ist gering. Die Federn 41 und 44 bringen die Kolben 40 und 43 in ihre Anschlagsteliung
0n F'S· ' nach rechts), weiche so gewählt ist, daß sie
der vollständigen Schließung !es Drosselventils 25
entspricht. Der Schieber 46 -naltetdie Relaislcammer
42 auf Entleerung.
Es wird dann der Anlasser 51 des Motors 10 betätigt. Solange der Motor mit dem Anlasser läuft, ist
seine Drehzahl gering (z. B. kleiner als 250 UAnin bei
einer Nenndrchzahl von 2500 U/min). Der Druck ph
bleibt unter dem Wert (z. B. 0,5 Bar), bei welchem der Kolben 43 sich unter Überwindung der Vorspannung der Feder 44 zu verschieben beginnt (wobei P1'
gleich Pn bleibt).
Unter diesen Bedingungen läuft der Motor 10 an, wobei er unmittelbar von der Brennkammer 19 gelieferte
Gase ansaugt und diese durch die Umblaseleitung 22 einen Luftüberschuß empfängt, welcher zur
Verbrennung des in den Motor 10 eingespritzten Kraftstoffs bei weitem ausreicht.
Wenn der Motor angelaufen ist, aber noch im Langsamlauf oder mit geringer Belastung läuft und
der Wert π3 von P2/Pn noch nicht erreicht ist, öffnet
das Kraftgerät 38 das Drosselventil 25 allmählich, dessen Luftfurchtrittsqucrschnitt und Luftdurchsatz
praktisch zu der Drehzahl N proportional werden, wobei der Proportionalitätskoeffizient von Tn ab-Jiängt.
Hierfür genügt es, den Verlauf des Durchflußquerschnitts des Drosselventils 25 proportional zu der
Quadratwurzel der Verschiebung des Hauptkolbens 40 von der Stellung der vollen Schließung aus veränderlich
zu machen.
Schließlich geht, wenn der Wert π, überschritten
wird (welcher zweckmäßig etwas größer ist, als dem Wert des Sparbetriebs oder des Erlöschens der Hilfskammer
19 entspricht), der Schieber 46 in die in Fig. 2 gestrichelte Stellung, wobei Ph' gleich Ph wird
(welcher infolge der Aufhebung eines Leckweges gleichzeitig zunimmt).
Wenn vorgesehen ist, daß der Turbokompressor vor dem Anwerfen des Motors angeworfen wird und
selbständig mit der Hilfsbrennkammer arbeitet, sollte dafür gesorgt sein, daß Teile des Motors durch die
Verbrennungsgase der Hilfskammer 19 erwärmt werden, wodurch das Anlassen des Motors 10 erleichtert
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform (in welcher die bereits in Fig. 1 dargestellten Teile das
gleiche Bezugszeichen tragen) wird diese Vorwärmung durch Schaffung eines zeitweiligen ins Freie
führenden Lecks in der Ladeluftleitung 18 des Motors erreicht. Der Leckweg weist eine oder mehrere Leitungen
53 kleinen Durchmessers auf, deren Mündung ins Freie mit einem Ventil versehen ist. Dieses Ventil
umfaßt bei der dargestellten Ausführungsform einen Konus 54, welcher von einer unter dem Abgabedruck
der Pumpe 28 stehenden Kapsel 55 getragen wird; das Ventil 'schJieBt'sich^aeshaJfe-'aufomalis^/^oB^ld
der Motor angelassen ist. Dieses Ventil könnte auch von Hand betätigt werden.
Man sieht, daß nach dem Anlassen des Turbokompressors bei geschlossenem Drosselventil 25 ein
schwacher, von der Hilfsbrennkammer kommender Strom heißer Gase (von etwa 500° C) die Ladeluftleitung
18 erfüllt und von da ins Freie austritt, wobei er die von ihm bestrichenen Metalimassen erwärmt
(durch gestrichelte Pfeile in Fig, 4 angegebener Weg). Hierdurch wird das Anwerfen des Motors erheblich
erleichtert und eindeutig gemacht.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform (in
welcher die in Fig. 1 dargestellten Teilen entsprechenden Teile mit dem gleichen Bezugszeichen be-—zeichnet
sind) sind wesentliche Teile der erfindungsgemäßen Ausrüstung in einem einzigen Kasten
zusammengefaßt, an welchem der Kompressor 12 und die Turbine 11 unmittelbar befestigt sind. Diese Lnsung
gestattet, die Größe der Rohrleitungen weitgehend zu verringern und das System sehir gedrängt zu
machen.
Der Kasten enthält die Hilfsbrennkammer 19, welche zweckmäßig die in der französischen Patentschrift
7411011 beschriebene Bauart aufweist, und in unmittelbarer
Nähe der Hilfsbrennkammer 19 das Differenzdruckventil 23 zur Erzeugung eines Druckabfalls.
Die von dem Kompressor gelieferte Luftmenge, deren Weg durch vollausgezogene Pfeile angedeutet
ist, erfüllt das Innere des Kastens 50, in w.e'lchem sie
sich in zwei Ströme aufteilt: einen ersten Strom, welcher zu der Ladeluftleitung 18 des Motors über den
Luftkühler 17, den durch einen Sitz 51 begrenzten Durchlaß und den Einlaßstutzen 52 ankommt, und
jo einen zweiten, der Brennkammer 19 zuströmenden Strom. Von diesem zweiten Strom bildet ein Teil die
Verbrennungsluft und tritt durch Öffnungen 53 mit festem Querschnitt und durch Öffnungen 54 mit veränderlichem
Durchtrittsquerschnitt in die Hilfsbrennkammer ein, wie in der deutschen Patentanmeldung
P 25 13 889.0-13 der Anmelderin angegeben. Ein anderer
Teil bildet die Verdünnungsluft und durchströmt das Differenzdrm-kventil 23, welches die
Druckdifferenz zwischen der strömungsaufwärts Iiegenden Seite und der strömungsabwärts liegenden
o„:*„ λ— ν _ m 1* γλ: τ ..r* ι j:„ \/,_
brennungsgase der Kammer 19 werden von einer Strahlpumpe 55 angesaugt, weiche durch die Auspuffgase
des Motors angetrieben wird. Der größeren Klarheit wegen ist der Weg der Auspuffgase und des
Verbrennungsgases durch gestrichelte Pfeile angedeutet.
Die Leitung 26 verbindet eine Verdünnungskammer 56, weiche in dem Kasten 50 auf die Verbrennungszone
der Kammer 19 folgt, mit einer in der Einlaßleitung 52 liegenden Mündung, weiche im
normalen Betrieb durch das Ventil 27 verschlossen ist, welches in dieser Stellung den Sitz' 51 vollständig
freigibt. Nach Maßgabe der Verschiebung des Ventils
27 (in Fig. 5 nach links) zur Öffnung dieser Mündung
wird der Durchtritt von Frischluft zu der Einlaßleitung 52 gedrosselt.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Abgasturbogeladene Brennkraftmaschine
mit Kompressiansziindung. insbesondere Diesel-Brennkraftmaschine
mit niedrigem Kompressionsverhiiltnis, mit einer Ladeluftumblaseleitung
zu einer in der Abgasleitung angeordneten HiIFsbrennkammer. mit einem in der Umblaseleitung
angeordneten Regelventil, mit einer Abgasrückführung, die zwischen Turbine und Hilfsbrennkammer
abzweigt und in die Ladeluftleitung einmündet, sowie mit einem Drosselventil in der
Ladeluftleitung, das zwischen der Einmündung der Abgasrückführungsleitung und der Abzweigung
der Umblaseleitung sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Teillast und etwa Nenndrehzahl
die der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge durch das Drosselventil unter die benötigte
Ga& menge begrenzt und die Differenz zur benötigten Gasmenge als Abgas(-Luftgemiseh)
aus der Abgasrückführungsleitung (26) ergänzt wird, wobei überschüssige Ladeluft über das als
Differenzdruckventil (23) ausgebildete Regelventil abströmt, welches durch den Ladedruck \or
dem Drosselventil (25) gesteuert ist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der
Abgasrückführleitung (26) und des in ihr enthaltenen
Ventils so bemessen ist. daß die an dem Drosselventil (25) auftretende Druckdifferenz
ungefähr gleich der να-, dem Pifferenzdruckregelventil
(23) erzeugten Druckdifferenz ist.
3. Brennkraftmaschine nacl Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Ladedruckverhältnis
für die Offenstellung des Drosselventils (25) festgelegt ist und zusätzlich von der Temperatur
im Kompressoreinlaß beeinflußt wird.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der
Durchflußquerschnitt des Drosselventils (25) im wesentlichen proportional zur Motordreh/ahi
veränderbar ist.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß
beim Anlassen der Brennkraftmaschine und geschlossenem Drosselventil (25) die in der Abgasriickfiihrleitung
(26) und der l-inlaßleitung (18)
vorhandene Luft über eine dann geöffnete Öffnung
(53) austritt
(i. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche
I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (25) derarl gesteuert i.t. daß die
Temperatur am Eingang des Motors im wesentlichen konstant ist
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7512743A FR2308784A1 (fr) | 1975-04-24 | 1975-04-24 | Perfectionnements aux installations motrices comportant un moteur a combustion interne suralimente par turbocompresseur |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2617709A1 DE2617709A1 (de) | 1976-11-04 |
DE2617709B2 DE2617709B2 (de) | 1980-05-14 |
DE2617709C3 true DE2617709C3 (de) | 1981-01-22 |
Family
ID=9154407
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2660433A Expired DE2660433C2 (de) | 1975-04-24 | 1976-04-23 | Verfahren zum Betrieb einer abgasturbogeladenen Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung |
DE2617709A Expired DE2617709C3 (de) | 1975-04-24 | 1976-04-23 | Abgasturbogeladene Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2660433A Expired DE2660433C2 (de) | 1975-04-24 | 1976-04-23 | Verfahren zum Betrieb einer abgasturbogeladenen Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung |
Country Status (18)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4078387A (de) |
JP (1) | JPS51130716A (de) |
AR (1) | AR212965A1 (de) |
AU (1) | AU515377B2 (de) |
BE (1) | BE841060A (de) |
CA (1) | CA1049270A (de) |
CH (1) | CH601656A5 (de) |
DE (2) | DE2660433C2 (de) |
DK (1) | DK149988C (de) |
ES (1) | ES447099A1 (de) |
FR (1) | FR2308784A1 (de) |
GB (1) | GB1528069A (de) |
IN (1) | IN147330B (de) |
IT (1) | IT1060557B (de) |
NL (1) | NL164120C (de) |
NO (1) | NO147456C (de) |
PL (1) | PL115576B1 (de) |
SE (1) | SE435645B (de) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2706696C2 (de) * | 1977-02-17 | 1982-04-29 | Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Friedrichshafen Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Verfahren zum Anlassen der Brennkammer einer Brennkraftmaschine |
JPS5920865B2 (ja) * | 1977-07-01 | 1984-05-16 | 株式会社日立製作所 | タ−ボチヤ−ジヤ付エンジンのegr機構 |
JPS53113910U (de) * | 1978-02-16 | 1978-09-11 | ||
FR2443582A2 (fr) * | 1978-12-05 | 1980-07-04 | Peugeot | Dispositif de recyclage des gaz d'echappement pour moteur diesel |
FR2420659A1 (fr) * | 1978-03-22 | 1979-10-19 | Peugeot | Dispositif de recyclage des gaz d'echappement pour moteur diesel |
FR2421277A1 (fr) * | 1978-03-31 | 1979-10-26 | Ts Dizelny Instit Tsnidi | Systeme de suralimentation de moteur diesel |
US4372121A (en) * | 1981-03-16 | 1983-02-08 | Sokolov Sergei S | Power-plant |
DE10319330B4 (de) * | 2003-04-29 | 2010-07-08 | Continental Automotive Gmbh | System und Verfahren zum Beeinflussen der Ansauggastemperatur im Brennraum eines Verbrennungsmotors |
WO2006022635A1 (en) * | 2004-07-23 | 2006-03-02 | Honeywell International, Inc. | Use of compressor to turbine bypass for electric boosting system |
US7849840B2 (en) * | 2005-02-14 | 2010-12-14 | St James David | Electric motor assisted mechanical supercharging system |
JP2008202520A (ja) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Toyota Industries Corp | 予混合圧縮着火機関及びその吸排気装置 |
US7765805B2 (en) * | 2007-07-24 | 2010-08-03 | Kasi Forvaltning I Goteborg Ab | Enhanced supercharging system and an internal combustion engine having such a system |
US8468822B1 (en) * | 2010-12-07 | 2013-06-25 | Rix E. Evans | Charge preparation system for internal combustion engines |
CN102278193B (zh) * | 2011-05-10 | 2013-01-02 | 浙江大学 | 一种内燃机辅助增压系统 |
WO2018004358A1 (en) * | 2016-06-28 | 2018-01-04 | Prescott Jared | Turbocharged two-cycle engine with intake and exhuast valves and higher compression |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2633698A (en) | 1948-02-05 | 1953-04-07 | Nettel Frederick | Turbosupercharger means to heat intake of compression-ignition engine for starting |
DE2316027A1 (de) | 1972-04-06 | 1973-10-11 | France Etat | Mit vorverdichtung gespeister verbrennungsmotor, insbesondere dieselmotor |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3096615A (en) * | 1961-09-21 | 1963-07-09 | Caterpillar Tractor Co | Turbocharger system for internal combustion engines |
DE1451899A1 (de) * | 1965-10-28 | 1969-08-21 | Daimler Benz Ag | Verfahren und Ausruestung zum Betrieb eines Dieselmotors mit Abgasturbolader |
US3541784A (en) * | 1968-06-24 | 1970-11-24 | Bendix Corp | Control system for turbo charged internal combustion engine |
US3651636A (en) * | 1969-10-02 | 1972-03-28 | Caterpillar Tractor Co | Turbocharger control |
US3988894A (en) * | 1970-05-05 | 1976-11-02 | Melchior Jean F | Improvement in methods of supercharging an engine, preferably a diesel engine in such supercharged engines, and in supercharging units for such engines |
FR2219688A5 (de) * | 1973-02-22 | 1974-09-20 | France Etat |
-
1975
- 1975-04-24 FR FR7512743A patent/FR2308784A1/fr active Granted
-
1976
- 1976-04-15 ES ES447099A patent/ES447099A1/es not_active Expired
- 1976-04-21 GB GB16210/76A patent/GB1528069A/en not_active Expired
- 1976-04-21 SE SE7604593A patent/SE435645B/xx not_active IP Right Cessation
- 1976-04-21 IN IN685/CAL/76A patent/IN147330B/en unknown
- 1976-04-22 CH CH503776A patent/CH601656A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1976-04-22 IT IT22588/76A patent/IT1060557B/it active
- 1976-04-22 CA CA251,247A patent/CA1049270A/en not_active Expired
- 1976-04-22 DK DK182376A patent/DK149988C/da active
- 1976-04-22 AU AU13223/76A patent/AU515377B2/en not_active Expired
- 1976-04-23 DE DE2660433A patent/DE2660433C2/de not_active Expired
- 1976-04-23 PL PL1976189002A patent/PL115576B1/pl unknown
- 1976-04-23 NO NO761408A patent/NO147456C/no unknown
- 1976-04-23 NL NL7604333.A patent/NL164120C/xx not_active IP Right Cessation
- 1976-04-23 US US05/679,631 patent/US4078387A/en not_active Expired - Lifetime
- 1976-04-23 DE DE2617709A patent/DE2617709C3/de not_active Expired
- 1976-04-23 BE BE166406A patent/BE841060A/xx not_active IP Right Cessation
- 1976-04-24 JP JP51047122A patent/JPS51130716A/ja active Granted
- 1976-04-28 AR AR262971A patent/AR212965A1/es active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2633698A (en) | 1948-02-05 | 1953-04-07 | Nettel Frederick | Turbosupercharger means to heat intake of compression-ignition engine for starting |
DE2316027A1 (de) | 1972-04-06 | 1973-10-11 | France Etat | Mit vorverdichtung gespeister verbrennungsmotor, insbesondere dieselmotor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT1060557B (it) | 1982-08-20 |
NO761408L (de) | 1976-10-26 |
DE2617709A1 (de) | 1976-11-04 |
FR2308784B1 (de) | 1978-02-03 |
NO147456C (no) | 1983-04-13 |
NO147456B (no) | 1983-01-03 |
DK149988C (da) | 1987-06-29 |
SE435645B (sv) | 1984-10-08 |
AU1322376A (en) | 1977-10-27 |
NL164120C (nl) | 1980-11-17 |
SE7604593L (sv) | 1976-10-25 |
DK182376A (da) | 1976-10-25 |
JPS5531300B2 (de) | 1980-08-16 |
CH601656A5 (de) | 1978-07-14 |
BE841060A (fr) | 1976-10-25 |
AU515377B2 (en) | 1981-04-02 |
DK149988B (da) | 1986-11-10 |
PL115576B1 (en) | 1981-04-30 |
GB1528069A (en) | 1978-10-11 |
US4078387A (en) | 1978-03-14 |
NL7604333A (nl) | 1976-10-26 |
IN147330B (de) | 1980-02-02 |
ES447099A1 (es) | 1977-06-16 |
CA1049270A (en) | 1979-02-27 |
AR212965A1 (es) | 1978-11-30 |
NL164120B (nl) | 1980-06-16 |
FR2308784A1 (fr) | 1976-11-19 |
DE2617709B2 (de) | 1980-05-14 |
DE2660433C2 (de) | 1987-10-01 |
JPS51130716A (en) | 1976-11-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2617709C3 (de) | Abgasturbogeladene Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung | |
DE2518716C2 (de) | Abgasturbogeladene Brennkraftmaschine | |
DE60024776T2 (de) | Turbolader und abgasrückführungssystem | |
DE4213047A1 (de) | Verdichter mit einer Einrichtung zum Beeinflussen der Hauptströmung im Verdichter | |
DE2534295A1 (de) | Maschinenanlage | |
DE2617708C3 (de) | Aufgeladene Brennkraftmaschine | |
DE2911727A1 (de) | Kolben-brennkraftmaschine mit mindestens zwei abgasturboladern | |
DE3818241A1 (de) | Turboladermotorsystem | |
CH665879A5 (de) | Kolbenbrennkraftmaschine. | |
DE1814848C3 (de) | Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen | |
EP0068517B1 (de) | Turbinengesteuertes Bypassventil für Verbrennungsmotoren mit Turbolader | |
DE3046876A1 (de) | "brennkraftmaschine" | |
DE3046875A1 (de) | "brennkraftmaschine" | |
DE2539007C2 (de) | Brennstoffregelsystem für eine Hilfsbrennkammer einer mit Abgasturboladung arbeitenden, kompressionsgezündeten Einspritzbrennkraftmaschine | |
DE3002474C2 (de) | Absperreinrichtung | |
DE837488C (de) | Regelung von Zweitakt-Brennkraftmaschinen | |
DE884131C (de) | Gasturbinenanlage mit Einrichtung zur Lastregelung | |
DE3010219A1 (de) | Motorbremssystem und bremsverfahren | |
DE3904351C2 (de) | ||
DE1451987A1 (de) | Einspritzbrennkraftmaschine,die mit stark schwankender Drehzahl und Belastung betrieben wird | |
DE721465C (de) | Ladegeblaese fuer eine Brennkraftmaschine | |
DE2002444C3 (de) | Kraftstoffeinspritzanlage fur gemischverdichtende fremdgezundete Brennkraftmaschinen | |
DE642214C (de) | Einrichtung zum Schutz von mit pneumatischem Einspritzmengenregler ausgeruesteten Brennkraftmaschinen gegen Durchgehen in verkehrter Drehrichtung | |
DE3048461A1 (de) | Einrichtung zur regelung des primaerluftverbrauchs fuer brennkammern | |
DE2936043A1 (de) | Zweitakt-brennkraftmaschine. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OI | Miscellaneous see part 1 | ||
OI | Miscellaneous see part 1 | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
AH | Division in |
Ref country code: DE Ref document number: 2660433 Format of ref document f/p: P |
|
AH | Division in |
Ref country code: DE Ref document number: 2660433 Format of ref document f/p: P |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |